Revontulien lämpö- ja tuulimittalaitteita Ylläkselle ja Kevolle

Mittausasemien katolla on läpinäkyvien kupolien suojaamia aukkoja, joista optiset instrumentit näkevät taivaalle. Aiemminkin vastaavia mittauksia on tehty, mutta instrumentit ovat katsoneet vain yhteen kapeaan suuntaan kerrallaan, ja niitä on pitänyt mekaanisesti kääntää eri suuntiin. Ylläksen ja Kevon sekä Ruotsin Abiskon uusilla revontulimittalaitteilla koko taivas mitataan samalla kertaa. ”On kuin silmälaput otettaisiin pois, ja näkökenttä avautuu koko taivaankannelle. Pystymme seuraamaan, mistä ja mihin revontulikaari liikkuu”, kuvailee yliopistotutkija Heikki Vanhamäki Oulun yliopistosta.

Revontulia nähdään nyt ja lähivuosina paljon, aurinkosyklin noin 11 vuoden välein toistuvan aktiivisuusjakson mukaan. Auringosta johtuvat avaruussääilmiöt eivät pelkästään tuota kauniita revontulia, vaan myös aiheuttavat häiriöitä radioyhteyksiin ja satelliittipaikannukseen.

Uudet SDI (Scanning Doppler Imagers) -instrumentit ovat Skandinavian ainoat ja maailmallakin harvinaiset. SDI on instrumentti, joka mittaa revontulien sekä ilmahehkun vihreää ja punaista valoa. Värit kertovat, millä korkeuksilla revontulet ovat. Yleisimpiä, vihreitä revontulia esiintyy noin 110–150 kilometrin korkeudella maanpinnasta ja punaisia noin 220–250 kilometrin korkeudella. Värejä analysoimalla saadaan selville myös ilmakehän lämpötila ja tuulen nopeus revontulien esiintymiskorkeudella. ”Yhdistämällä Aakenuksen, Kevon ja Abiskon SDI-mittalaitteiden mittaukset, saadaan ainutlaatuisen hyvä käsitys siitä, miten yläilmakehän tuulet ja lämpötilat muuttuvat revontulien ja muiden avaruussäähäiriöiden aikana”, professori Anita Aikio kuvaa.

”Revontulien aiheuttama lämpeneminen saa yläilmakehän laajenemaan, jolloin ilman tiheys revontulien yläpuolella kasvaa ja ilmanvastus jarruttaa matalilla kiertoradoilla lentäviä satelliitteja, jolloin ne menettävät korkeutta nopeasti”, selittää Vanhamäki. Suurin osa tiede-, sotilas- ja kaukokartoitussatelliiteista sekä tuhansia Starlink-tietoliikennesatelliitteja liikkuu juuri matalilla, noin 500 kilometrin korkeudessa olevilla kiertoradoilla.

Revontulifysiikan kansainvälinen huippututkimus keskittyy pohjoiseen

”Lappiin nyt asennettavat laitteistot rakentavat osaltaan Fennoskandiaa yhdeksi maailman parhaista paikoista tutkia revontuliin liittyvää hiukkassadetta, yläilmakehän kuumentumista ja tuulia sekä vaikutuksia ilmakehän alempiin kerroksiin", kertoo Aikio, joka johtaa Oulun yliopiston avaruusfysiikan ja tähtitieteen tutkimusyksikköä.

SDI-mittalaitteiden sijoituspaikat on valittu siten, että ne mittaavat samaa aluetta ilmakehästä kuin huippumodernit EISCAT3D-revontulitutkat, jotka aloittavat mittauksensa vuoden 2025 aikana. Yksi kansainvälisen tutkalaitteiston vastaanottimista sijaitsee Suomen Karesuvannossa. Vastaanottimessa on noin 5000 antennielementtiä.

Ylläksen Aakenukselle ja Kevolle sijoitettavat SDI-mittalaitteet on suunniteltu ja rakennettu Alaskan yliopistossa. Oulun yliopiston Sodankylän geofysiikan observatorio on osallistunut mittalaitteiden sijoituspaikan toteutukseen. Suomalaisten ja pohjoismaalaisten mittalaitteiden lisäksi pohjoiseen on tulossa mittalaitteistoja myös esimerkiksi Japanista. Oulun yliopiston kansainvälisten kumppanien kanssa tekemä revontulitutkimus edustaa alansa huippua. Tavoitteena on ymmärtää, miten avaruussääilmiöt vaikuttavat Maan lähiavaruuteen ja yläilmakehään.