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Rumori EM origine Naturale e Antropica

Caratterizzazione dell'ambiente elettromagnetico

Di Cesidio Bianchi e Antonio Meloni

3.I. Rumore magnetico nella banda ULF/ELF e altri fenomeni di propagazione

Il campo magnetico statico terrestre include anche delle variazioni temporali molto lente: secolari, annuali, di 27 giorni,diurni, e le variazioni magnetiche bay type che hanno 1 frequenza molto bassa (‹1mHz); tutto questo può essere considerato una sorta di rumore “magnetico”. Le variazioni possono essere quantificate in decine di nT per le variazioni diurne, e centinaia di nT in caso di forti tempeste magnetiche. A più alte frequenze, in questa banda, hanno luogo diversi altri fenomeni come le pulsazioni geomagnetiche.
Le pulsazioni geomagnetiche si osservano nella banda “ultra low frequency” (ULF) che copre approssimativamente il campo di frequenze comprese tra 1 mHz a 1Hz, vale a dire dalla più bassa frequenza che la cavità magnetosferica può sostenere, fino alle varie girofrequenze ioniche.
La frequenza delle pulsazioni viene considerata “ultra” bassa quando è più bassa delle frequenze naturali del plasma, come la frequenza del plasma e la girofrequenza ionica. Le pulsazioni geomagnetiche furono per la prima volta osservate nelle misurazioni durante gli eventi della Grande Aurora del 1859 (Stewart,1861).
Le pulsazioni a bassa frequenza sono generalmente correlate all’instabilità di Kelvin Helmholtz che ha luogo nella magnetopausa, essendo generata dall’interazione del vento solare con la magnetosfera, o dalle onde “upstream” nella regione “foreshock”. Nella successiva figura 3 vengono rappresentate le pulsazioni geomagnetiche, la variazione dell’intensità, la frequenza insieme ad altre informazioni (Lanzerotti,1990).

FIGURA 3 Sorgenti magnetiche di rumore Sorgenti magnetiche di rumore

Altri fenomeni elettromagnetici originati dall’interazione di particelle sulla magnetosfera danno origine alle emissioni elettromagnetiche che si propagano all’interno della cavità magnetosferica. Le emissioni dei “chorus” e “hiss” sono tra i fenomeni più rilevanti. Le emissioni dei chorus sono tra le più intense manifestazione di sorgenti magnetiche che si originano nella magnetosfera esterna e si propagano fino alla superficie terrestre dove sono osservate alle latitudini intermedie. Le caratteristiche spettrali dei chorus (da 500 Hz a 1.2 kHz) consistono in una successione di toni prevalentemente crescenti che assomigliano al cinguettio degli uccelli e proprio da qui le emissioni prendono il loro nome. Le emissioni dei cosiddetti hiss sono manifestazioni elettromagnetiche molto intense che avvengono su un’ampia banda di frequenza compresa tra qualche centinaia di Hz e diverse decine di kHz. Esse avvengono principalmente nella zona aurorale. Questo allargamento fino alle alte frequenze è causato dal carattere anisotropico del modo di propagazione dei whistler. I toni risultanti sono fortemente modulati sui toni dei soffi aurorali.

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