Lightning-Related Electromagnetic Wave Phenomena in the Earth's Magnetosphere

Abstract

Název: Elektromagnetické vlnové jevy v magnetosféře Země související s bleskovou aktivitou Autor: Jan Záhlava Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí: doc. RNDr. František Němec, PhD., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: V práci se zaměřujeme na družicová pozorování elektromagnetických vlnových jevů ve vnitřní magnetosféře Země spojených s bleskovou aktivitou. Používáme dva různé způsoby určení frekvenčního a prostorového rozsahu, ve kterém emise vznikající při bleskové aktivitě významně přispívají k celkové měřené vlnové intenzitě. Prvním způsobem je využití detekce hvizdů na družici DEMETER k roztřídění měření prováděných během různých úrovní hvizdové aktivity. Druhý přístup využívá geografické rozložení bleskové aktivity, kdy zkoumáme závislost intenzity vln na geomagnetické délce. Ukazuje se, že, především v noci, je celková intenzita dobře korelována s bleskovou aktivitou. V další části práce se zabýváme speciálními vlnovými událostmi tvořenými střídajícími se frekvenčními pásy se zvýšenou a sníženou intenzitou, které vznikají v ionosféře v důsledku bleskové aktivity. Analyzovali jsme jejich výskyt a parametry a navrhli možný způsob jejich vzniku. Klíčová slova: blesková aktivita, vlny v plazmatu, hvizdy, plazmasféra

Title: Lightning-Related Electromagnetic Wave Phenomena in the Earth's Magnetosphere Author: Jan Záhlava Department: Department of Surface and Plasma Physics Supervisor: doc. RNDr. František Němec, PhD., Department of Surface and Plasma Physics Abstract: The thesis focuses on lightning-related electromagnetic wave phenomena observed by spacecraft in the Earth's inner magnetosphere. Two different approaches are used to identify the frequency and spatial extent where lightning generated emissions significantly contribute to the overall wave intensity. First, whistler detections onboard the DEMETER spacecraft are used to sort the measurements according to the whistler activity. Second, we use a geographic distribution of lightning activity and analyze a dependence of the overall wave intensity on geomagnetic longitude. We show that, especially during the night, the overall wave intensity observed in the plasmasphere is well correlated with lightning activity. The other focus of the study is on special electromagnetic wave events consisting of alternating frequency bands of enhanced and reduced wave intensity formed in the ionosphere due to lightning. We analyze their occurrence and parameters, and we suggest a possible mechanism of their formation. Keywords: lightning, waves in plasma, whistlers, plasmasphere