Sporadic-E layers (Es) are layers of metallic ions that appear in the lower E-region of the ionosphere and can last from under one hour to several hours. Es are found at all latitudes, but polar cap Es, and specifically over Svalbard at a latitude of around 78◦ , are the focus of this study. Data is provided from several instruments: the EISCAT Svalbard Dynasonde, the EISCAT Svalbard Incoherent Scatter Radar (ESR), SuperDARN, and modelled data from the latest Horizontal Wind Model (HWM14). Data on the Interplanetary Magnetic Field (IMF) is acquired from the NASA OMNIWeb data base. It is found that polar cap Es are a summer phenomenon, confined to the later afternoon to a couple of hours after midnight in universal time (UT), with a peak occurrence between 18-21 UT. The layer heights are mostly confined to ∼92-120 km, although there is a discrepancy between Es found in ESR data and Dynasonde data, with ESR events being confined to 92-110 km, and Dynasonde events to 95-120 km. It is also found that Es occurrence is dependent on Interplanetary Magnetic Field (IMF) direction, with a higher occurrence during a southward and eastward IMF. The Dynasonde automatic signal processing of echoes is found to be unreliable at times with intense E-region density enhancements, such as Es. From a Superposed Epoch Analysis (SEA) on Es found in ESR data, it is found that there is a density buildup from the start of the events, peaking by 30 % of the Es lifetime, that is followed by fading at a slower rate until the end of the layer lifetime. Layer thickness is found to be largely confined to <9 km. From SuperDARN E-field data it is found that layers can form and migrate downwards to low altitudes for a strictly northward E-field. ’Flat’, low altitude layers are found during E-field directions in both the southwest and northwest quadrants. Some cases of Es formation and migration fit current theories and whilst some does not. Indications of particle precipitation that induce layer formation is found. / Sporadiska E-skikt (Es) är lager av metalliska joner som uppträder i den nedre delen av jonosfärens E-region, och kan pågå från under en timme till flera timmar. Es återfinns på alla breddgrader, men Es i polarområdet, och specifikt över Svalbard på en latitud av cirka 78◦ , är fokuset för denna studie. Data tillhandahålls från flera instrument: EISCAT Svalbard Dynasonde, EISCAT Svalbard Incoherent Scatter Radar (ESR), SuperDARN och modellerade data från en updaterad modell för horisontella neutrala vindar (HWM14). Data om det interplanetära magnetfältet (IMF) hämtas från NASAs OMNIWeb databas. Det visas att Es i polarområdet är ett sommarfenomen, begränsat till mellan eftermiddagen och ett par timmar efter midnatt i universell tid (UT), med en toppförekomst mellan 18-21 UT. Höjd för skikten är mestadels begränsade till ∼92-120 km, men det finns en diskrepans mellan Es funna ur ESR-data och Dynasonde-data, med fallen från ESR data begränsade till 92-110 km och fall från Dynasonde-datan till 95-120 km. Det visas också att Es-förekomsten är beroende av det interplanetära magnetfältets (IMF) riktning, med en högre förekomst under IMF riktat söderut och österut. Dynasondens automatiska signalbehandling av ekon visas vara opålitlig under intensiva förhöjningar i E-regionens densitet, såsom är fallet vid sporadiska E-skikt. Genom en ’Superposed Epoch Analysis’ (SEA) som genoförs för de Es som lokaliseras i ESR-datan, visar det sig att det finns en densitetsuppbyggnad från början av Es fallen, med en densitetstopp vid 30 % av Es-livslängden, som sedan följs av en långsammare avtrappning tills skiktet helt dött ut. Skikttjockleken visar sig vara i stort sett begränsad till <9 km. Ur E-fältdata från SuperDARN visar det sig att lager kan bildas och migrera nedåt, till låga höjder för ett nordligt riktat E-fält. ’Platta’ skikt på låg höjd återfinns under E-fältsriktningar i både sydvästra och nordvästra kvadranten. Vissa fall med Es formation och migration följer teorin på området medan andra fall inte gör det. Det finns vissa indikationer på att partikelprecipitation kan inducera skiktbildning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-343532 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Thorell, Anton |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:923 |
Page generated in 0.0039 seconds