Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF) na Ziemi

Transkrypt

1 Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF) na Ziemi

2 Naturalne stałe (DC) pola magnetyczne Ziemi

3 The movement of Earth's north magnetic pole across the Canadian arctic, A schematic diagram of Earth's interior. The outer core is the source of the geomagnetic field. Pole magnetyczne Ziemi zmienia się

4 Źródła odpowiedzialne za zmianę pola magnetycznego w pobliŝu Ziemi

5 MAGNETOSFERA Wiatr słoneczny jest to strumień naładowanych cząstek emitowanych w sposób ciągły przez Słońce. Działa on na pole magnetyczne Ziemi tworząc podobny do komety kształt otaczający Ziemię, zwany magnetosferą. Zaburzenia wiatru słonecznego są wzmocnione w magnetosferze powodując zaburzenia magnetyczne i burze magnetyczne. Zmienia to pole magnetyczne Ziemi (DC).

6 Projekt Haarp w Kanadzie Poszczególne warstwy jonosfery

7 Zespół anten do modulacji prądów jonosferycznych

8 Roczna liczba burz magnetycznych i aktywność Słońca

9 Pole magnetyczne Ziemi F [nt] Source of Data Polish Academy of Sciences Station Name Hel IAGA CODE HLP Geodetic Latitude Geodetic Longitude Reported XYZ F Data Interval Type Average 1 Minute (00:30 01:29) Data Type variation Zmiany stałego pola magnetycznego Ziemi wynoszą ok. 0.5% Pomiary na stacji HEL czas [minuty] Pole magnetyczne Ziemi F [nt] czas [minuty]

10 Na powierzchni Ziemi obserwujemy róŝne pola magnetyczne zaleŝnie od miejsca pomiaru: RóŜne przewodnictwo gruntu, RóŜne własności magnetyczne gruntu.

11 Wyznaczenie przewodnictwa Ziemi

12 Z pomiarów pola magnetycznego i elektrycznego moŝna wyznaczyć przewodnictwo (równania Maxwella). MoŜna wyznaczyć przewodnictwo Ziemi. PoniewaŜ głębokość wnikania pola magnetycznego zaleŝy od częstotliwości to moŝna wyznaczyć przewodnictwo Ziemi na róŝnych głębokościach. Przykład : Zatoka Meksykańska Pozwala to odkryć róŝne złoŝa lub wodę do głębokości nawet kilku kilometrów.

13 Zmiana przewodnictwa na róŝnych głębokościach (częstotliwościach) w Zatoce Meksykańskiej Przykrój poziomy XY Prof. Frank Morrison Rozwiązanie problemu inwersyjnego

14 Magnetotellurki Wytwarzają pole magnetyczne pod wpływem nacisku (magnetostrykcja). Własności te są wykorzystywane przy przewidywaniu trzęsienia Ziemi np. w Kalifornii. WAWEL? The 1989 Ms = 7.1 Loma Prieta earthquake was preceded for 12 days by what have been claimed as precursory ultra-low-frequency (ULF) magnetic noise anomalies ten times background, and by a very high peak up to 100 times background The just 3 hours before the earthquake. Obecnie w Kalifornii pracuje bardzo wiele stacji pomiarowych pola magnetycznego do przewidywania trzęsień Ziemi.

15 Naturalne zmienne (AC) pola magnetyczne Ziemi

16 Rezonans Schumanna władowania elektryczne na Ziemi powodują powstanie fali elektromagnetycznej we wnęce rezonansowej Ziemia - Jonosfera. rezonansowy charakter wnęki powoduje to, Ŝe zachowuje się ona jak filtr i do obserwatora docierają tylko fale o częstotliwościach: 8, 14, 21.. Hz. Jonosfera 100 wyładowanie obserwator POWER DENSITY [r.u.] FREQUENCY [Hz] Widmo częstotliwościowe rezonansu

17 FALE ELEKTROMAGNETYCZNE SCHUMANNA WOKÓŁ ZIEMI WYŁADOWANIE POWER DENSITY [r.u.] FREQUENCY [Hz] o częstotliwościach: 8, 14, 21.. Hz. Wynik zaleŝy od promienia Ziemi

18 Widma z modelu jonosferycznego - dopasowanie H H06 AMPLITUDA AMPLITUDA CZĘSTOTLIWOŚĆ CZĘSTOTLIWOŚĆ H09 25H12 AMPLITUDA AMPLITUDA CZĘSTOTLIWOŚĆ RóŜne odległości źródło - odbiornik CZĘSTOTLIWOŚĆ

19 Pole magnetyczne Schumanna obserwowane w Bieszczadach na stacji pomiarowej Hylaty Kułak, S. Zięba, S. Micek and Z. Nieckarz, Solar variations in extremely low frequency propagation parameters: 1. A two-dimensional telegraph equation (TDTE) model of ELF propagation and fundamental parameters of Schumann resonances, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 108, NO. A7, 1270, doi: /2002ja009304, 2003 Kułak, J. Młynarczyk, S. Zięba, S. Micek, and Z. Nieckarz, Studies of ELF propagation in the spherical shell cavity using a field decomposition method based on asymmetry of Schumann resonance curves, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 111, A10304, doi: /2005ja011429, 2006

20 Sieci energetyczne wysokiego napięcia w Polsce Stacja pomiarowa Hylaty

21 Ekscesy w zmianie pola magnetycznego z pomiarów w Bieszczadach es ES AMPLITUDA EK CZĘSTOTLIWOŚĆ EK CZAS

22 Rodzaje zmiennego pola magnetycznego i elektromagnetycznego w środowisku człowieka

23 Zakresy obserwacji wpływu pól magnetycznych na układy biologiczne 6 kt limit 0 Save level Termal effects log (B) [T] natural exp. home HF światło Quantum electrodynamics log (F) [Hz]

24 Geobiometria - zmiana parametrów biometrycznych człowieka w róŝnych miejscach na Ziemi

25 Pomiar zmiennego pola magnetycznego

26 Cewki pomiarowe typu TESLA

27 Pomiary pola magnetycznego na Wawelu

28 Pomiary w piwnicach MAGNETIC FIELD [nt] Źródła zmian pola magnetycznego obserwowane na Wawelu i w Katedrze Wawelskiej. Przypadkowo pojawiają się TIME [s] zaburzenia magnetyczne Wawel

29 2000 amplituda kolejne kanały Katedra Wawelska pomiar w pt.1 N - S W - E Pomiar równoczesny: -8 kanałów -konwerter ADC 12b -próbkowanie 300 Hz -filtr Hz pionowo Pole magnetyczne X, Y, Z A S EKG I (Eindhoven) J CZAS [kolejne próbki z ADC]

30 Katedra Wawelska Źródła dla częstotliwości od 8 do 10 Hz koncentrują się w Kaplicy Batorego. Pomiary wykonano detektorami pola magnetycznego XYZ

31 Zamek w Niepołomicach piwnice PołoŜenie źródeł Częstotliwości 8 do 16 Hz

32 Pomiary pola magnetycznego w Krakowie

33 Jaskinia Twardowskiego Długość jaskini: m Głębokość jaskini: m Deniwelacja jaskini: 16.80m Rozciągłość południkowa: m Rozciągłość równoleŝnikowa: m Jaskinia połoŝona jest w Krakowie w dzielnicy Podgórze w obrębie starego kamieniołomu tworzącego obecnie "Park Skały Twardowskiego w południowym jego skraju. wejście

34 Jaskinia Twardowskiego Jaskinia Twardowskiego - pomiar gradientowy DIV Ca Cl Fe Na K F Pomiar róŝnicowy wykazuje wyniki lokalne

35 Kopalnia soli Wieliczka

36 Kopalnia soli Wieliczka Maksima występują dla częstotliwości odpowiadającym rezonansom jonów Na, Cl, K, Ca zgodnie z warunkami rezonansu cyklotronowego i modelem interferencji stanów kwantowych amplituda K Komora Wessel Sanatorium dziecięce Cl Na Ca częstotliwość [Hz] K pom-6 pom-2 pom-1 Cl