éghajlati folyamatok kimutatására. A
SR-jelenség sokoldalú alkalmazhatóságának bizonyítéka, hogy a
nagycenki SR-adatokból a passzátszélnek a Csendes-óceán egyenlítői
térségére vonatkozó, 1996 januárjában érvényes átlagos sebességét és
irányát le lehetett vezetni az 1995. decemberi dél-amerikai
SR-anomália nyugati irányba történő szisztematikus elfordulása alapján
(Sátori − Zieger, 1998). Ez a két hónap éppen a Csendes-óceán
térségének ENSO (El Niño Southern Oscillation) időskáláján (két–ötéves
ciklikusság) egy meleg időszak (El Niño fázis) hideg időszakkal (La
Niña) történő felváltásával esett egybe, amelynek egyik ismérve éppen
a keleti passzátszelek uralkodóvá válása. A Csendes-óceán térségétől
nagyon távol eső, hazai SR-megfigyelések helyességét független in
situ szélmérések igazolták.
SR-frekvenciák módusonkénti napi ingadozásának
mértékéből a zivataros területek nagyságára lehet következtetni. A
világ zivatarokkal lefedett területében éves és féléves változás
mutatható ki. Az éves területi változás maximuma az északi félteke
nyarára esik, összefüggésben a szárazföldek északi féltekére eső
túlsúlyával. A féléves területi maximumok április (május) és október
(november) hónapban következnek be, hasonlóan az
SR-amplitúdók/intenzitások féléves maximumaihoz. A féléves területi
változás mind a féléves trópusi hőmérsékletváltozással (intenzív
vertikális konvekciók), mind a tavaszi–őszi átmenetekkel kapcsolatos
területi hőmérsékleti instabilitásokkal összefügg.
A hazai SR-mérések a világ zivatartevékenységének
éves és féléves területi változásában egy, a tizenegy éves
napciklussal összefüggésbe hozható szignifikáns modulációt mutatnak. A
fizikai láncszemet a felhőképződést vagy a villámlást befolyásoló, a
naptevékenységgel összefüggésbe hozható folyamatokban (galaktikus
kozmikus sugárzás tizenegy éves modulációja) kell keresni.
Az elektromos tér vertikális komponensének harmadik
módusa esetén a hazai SR-észlelőhely speciális szögtávolságban,
„csomóvonalon” helyezkedik el az afrikai zivatargóchoz képest, ha a
zivatargóc hipotetikus centruma közel esik a 8° északi szélességhez.
Az afrikai zivatarrégió meridionális pozíciójában bekövetkező
változásra a harmadik SR-módus jelentős frekvenciaváltozással
reagálhat, ahogy az az ENSO-időskálán, annak egymást követő meleg (El
Niño) és hideg (La Niña) fázisaiban megtörtént 1994 és 1998 között. Az
ENSO-időskálán a világ zivatartevékenysége szisztematikus meridionális
átrendeződést mutat: a zivatarok a hidegebb La Niña időszakban néhány
fokkal északabbra, melegebb El Niño periódusban pedig ismét délebbre
migrálnak (Sátori − Zieger, 1999). Ezt később műholdas mérések
megerősítették Közép-Amerika térségére vonatkozóan.
Az SR-frekvenciák napi menete, amit a forrásészlelő
geometria határoz meg, azt mutatja, hogy a zivatarok északi és déli
féltekék közötti évszakos migrációjának sebessége nem egyenletes. A
migráció dinamikája követi az északi és déli félteke eltérő termális
sajátságait, ami elsősorban a szárazföldek és a vízzel borított
területek arányának lényeges különbségéből ered. A déli félteke
nagyobb hőtehetetlenségéből következik, hogy a zivatarok hosszabb
ideig (négy-öt hónap) tartózkodnak a déli féltekén annak meleg (nyári)
periódusában. Az átmeneti (tavasz-ősz) évszakok a legrövidebbek, és
eltérő az időtartamuk. A világ zivatartevékenységének súlypontja igen
rövid idő (négy-hat hét) alatt tevődik át az északi féltekére, és ott
marad június-július-augusztus folyamán, az északi félteke legmelegebb
hónapjaiban. A déli féltekére történő visszamigrálás egyenletesebben
zajlik le szeptember-október során. Az eredmények azt mutatják, hogy a
zivatarok intenzitását elsősorban a zivatarok keletkezési helyének
hőmérséklete befolyásolja (éves és féléves változás), tehát elsősorban
a szárazföldek felszíni hőmérséklete, míg a zivatarok globális
értelemben vett meridionális átrendeződésének dinamikájának a
vezérlése a (trópusi) óceánok (Csendes-óceán) felől történik. Ezt
támasztja alá mind az évszakos, mind az ENSO-időskálán bekövetkező
meridionális átrendeződés dinamikája (Sátori et al., 2009).
Ezek az eredmények vezettek a termodinamikai
szemlélet kialakulásához a Schumann-rezonancia méréseinek
értelmezésében. Az SR-amplitúdók és frekvenciák kombinált használata
esetén a Schumann-rezonanciák globális felszíni termodinamikai
folyamatok jelzőrendszereként szolgálnak. Kicsiny hőmérsékletváltozás
hatására nemcsak a Schumann-rezonanciákat gerjesztő zivatarok
intenzitása változik meg, hanem a zivatarrégiók területében, földrajzi
elhelyezkedésében is szisztematikus változás áll be. A
Schumann-rezonancia paraméterei pedig alkalmasak mindegyik változás
jelzésére.
Három, egymástól nagy távolságban elhelyezkedő
állomáson − Nagycenk, Rhode Island (USA), Antarktisz − az
SR-frekvencia mind a vertikális elektromos, mind a horizontális
mágnesestér-komponens, és mindegyik rezonancia-módus esetében azonos
értelmű változást mutat a tizenegy éves napciklus során, a
naptevékenységgel azonos fázisban (Sátori et al., 2005). Ez
egyértelműen a Föld-ionoszféra üregrezonátor „elhangolódását” jelzi,
azaz a rezonátor felső határoló rétegének, az ionoszférának magassága
és vezetőképessége változik a tizenegy éves napciklus során. Ez is
globális változás, amely feltehetően semmilyen összefüggésben sincs a
rezonátort gerjesztő mechanizmus, azaz a világ zivatartevékenységének
a tulajdonságaival.
Kulcsszavak: Schumann-rezonancia, Föld-ionoszféra üregrezonátor,
globális villámaktivitás, ENSO, globális éghajlatváltozás, napciklus
IRODALOM
Ádám Antal − Bencze Pál (1963):
Kisfrekvenciás természetes elektromágneses energiaforrás vizsgálata.
Magyar Geofizika. IV, 29–34.
Sátori Gabriella − Szendrői J. − Verő J.
(1996): Monitoring Schumann resonances – I. Methodology. Journal of
Atmospheric and Terrestial Physics. 58, 1475-1481
Sátori Gabriella − Zieger Bertalan (1996):
Spectral Characteristics of Schumann Resonances Observed in Central
Europe. Journal of Geophysical Research. 101, D23, 29663–29669.
Sátori Gabriella − Zieger Bertalan (1998):
Anomalous Behaviour of Schumann Resonance during the Transition
between 1995 and 1996, Journal of Geophysical Research. 103,
14147–14155.
Sátori Gabriella − Zieger Bertalan (1999):
El Niño Related Meridional Oscillation of Global Lightning Activity.
Geophysical Research Letters. 26, 10, 1365–1368.
Sátori Gabriella − Williams, E. R. −
Mushtak, V. (2005): Response of the Earth-ionosphere Cavity Resonator
to the 11-year Solar Cycle in X-radiation. Journal of Atmospheric and
Solar-Terrestial Physics. 67, 6, 553–562.
Sátori Gabriella − Mushtak, V. − Williams,
E. R. (2009): Schumann Resonance Signatures of Global Lightning
Activity. In: Betz, Hans Dieter – Schumann, U. – Laroche P. (eds.):
Lightning: Principles, Instruments and Applications. Springer,
347–386.
Schumann, Winfried Otto (1952): Über die
strahlungslosen Eigenschwingungen einer leitenden Kugel, die von
einer Luftschicht und einer Ionosphärenhülle umgeben ist. Zeitschrift
und Naturforschung. 7a, 149–154.
Williams, Earle R. (1992): The Schumann
resonance: A Global Tropical Thermometer. Science, 256, 1184.
|