Naukowcy z Instytutu Geodezji UWM badają wpływ tsunami na jonosferę

Piętnaście lat temu, 26 grudnia 2004 r., gdy ludzie na świecie świętowali Boże Narodzenie, pod Oceanem Indyjskim zatrzęsła się ziemia. Trzęsienie ziemi wywołało tsunami. Sięgające 15 m fale zniszczyły nadmorskie wsie i miasteczka, a także kąpieliska odwiedzane licznie o tej porze roku przez zagranicznych turystów. Zginęło lub zaginęło co najmniej 294 tys. ludzi. Kilka milionów straciło dach nad głową.

Jonosfera to zjonizowana warstwa atmosfery występująca od wysokości 60 km do 1000 km nad powierzchnią Ziemi. W jonosferze występują wolne elektrony, które wywołują załamywanie, odbijanie, pochłanianie i polaryzację fal radiowych. Zaburzenia w jonosferze wywołują również zakłócenia w łączności radiowej. Badaniem jonosfery zajmują się m.in. naukowcy z Instytutu Geodezji na Wydziale Geodezji, Inżynierii Przestrzennej i Budownictwa UWM. Od czerwca br. kilkuosobowy zespół bada, jaki wpływ na jonosferę wywiera tsunami.

Jego kierownikiem jest dr hab. inż. Wojciech Jarmołowski. W skład zespołu wchodzą ponadto: dr hab. inż. Paweł Wielgosz, prof. UWM, dziekan WGIPiB, dr hab. inż. Anna Krypiak-Gregorczyk oraz mgr Tomasz Sidorowicz, informatyk. Niebawem do zespołu dołączy jeszcze 2 studentów.

Kortowski zespół jest liderem konsorcjum naukowego, które otrzymało z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) grant na te badania. W skład konsorcjum wchodzą ponadto naukowcy z Politechniki w Barcelonie, Uniwersytetu Technicznego w Monachium oraz Obserwatorium Narodowego w Atenach. Grant na wstępne badania wynosi 160 tys. euro, na UWM przypada 45 tys. euro. Czas realizacji projektu wynosi zaledwie 16 miesięcy.

– Tsunami, chociaż jest zjawiskiem przypowierzchniowym, to jednak bardzo rozległym i wywołuje również fale w atmosferze. Fale te docierają aż do jonosfery, do wysokości kilkuset kilometrów. Chcemy się dowiedzieć, dlaczego tsunami wywołuje zauważalne zmiany w jonosferze, jaka jest skala tych zaburzeń, jakie mechanizmy tym rządzą i ostatecznie znaleźć skuteczny sposób na wykrywanie tsunami na podstawie obserwacji jonosfery – wyjaśnia prof. Wielgosz.

Kortowscy naukowcy dane o tsunami zbierają z satelitów rejestrujących zjawiska zachodzące w jonosferze.
– Od 8 lat po orbicie ziemskiej krążą 3 satelity należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Tworzą one konstelację Swarm, która zbiera dane na temat pola magnetycznego Ziemi. Satelity mają bardzo precyzyjne odbiorniki sygnału GPS oraz sondy Langmuira, które wykorzystuje się do badania gęstości elektronów w jonosferze. Skupimy się na tych zmianach, które wywołuje tsunami – tłumaczy dr hab. Jarmołowski.

Kortowscy uczeni przejrzeli już bazę danych dotyczących tsunami w ostatnich latach oraz bazę danych zmian jonosfery, w tym danych z konstelacji satelitów Swarm i z innych obserwacji. Teraz zajmują się analizami gęstości elektronów w jonosferze. Spodziewają się wykryć odpowiadające falom tsunami fale elektronów w jonosferze.
– Nasze badania mają doprowadzić do opracowania sposobu wykrywania tsunami, a w konsekwencji do opracowania systemu ostrzegania ludzi na zagrożonych obszarach – uzupełnia dr hab. Anna Krypiak-Gregorczyk.

Jak to się stało, że zespół naukowców z uniwersytetu w Olsztynie położonego 150 km od morza bada tsunami zachodzące tysiące kilometrów dalej?
– Z Politechniką w Barcelonie zrealizowaliśmy w Instytucie Geodezji już 3 projekty naukowe. Zaprosiła więc nas do czwartego, podobnie jak Uniwersytet Techniczny w Monachium i uczonych z Aten, którzy są wybitnymi specjalistami w dziedzinie fizyki atmosfery – dodaje dr hab. Wojciech Jarmołowski.
Jeśli proponowane badania zakończą się sukcesem, konsorcjum będzie miało duże szanse na otrzymanie kolejnego grantu na drugi, znacznie szerszy etap badań prowadzących do praktycznej demonstracji zaproponowanych rozwiązań.