Revontulivyöhykkeen magneettikentässä suuria paikallisia vaihteluita (also in English)

 Aurinkomyrskyt aiheuttavat arvioitua suurempia paikallisia eroja revontulialueen magneettikentän häiriöihin. Suomalaistutkijat Oulun yliopiston Sodankylän geofysiikan observatoriosta ja ionosfäärifysiikan ryhmästä tutkivat avaruusmyrskyjen aikaisia paikallisia magneettikentän vaihteluita juuri julkaistussa tutkimuksessaan. Tutkimusta varten digitoitiin huomattava määrä 70-luvulla nauhoitettua dataa, jota vertailtiin moderniin digitaaliseen aineistoon. Tulokset osoittivat, että vuoden 2003 Halloween-myrskyjen aikana Muoniossa mitattu magneettikentän pohjoissuuntainen häiriö oli hetkellisesti 1210 nT voimakkaampi kuin 160 km etäisyydellä Norjan Kautokeinossa mitattu häiriö. Tämä 7.6 nT/km ero sekä muut julkaisun tulokset osoittavat, että nykyisin käytössä oleva magneettinen mittausverkko voi aiheuttaa haasteita avaruusmyrskyjen tutkimukselle ja niihin varautumiseen. Nykyisen verkon edeltäjäksikin kutsutun Scandinavian Magnetometer Array mittausverkon instrumenttien välinen etäisyys oli noin 120 km. Uusi kyseisen verkon nauhoittamasta datasta digitoitu aineisto osoittaa etenkin Skandinavian revontulivyöhykkeellä selkeitä magneettikentän rakenteita, joita ei pystytä havainnollistamaan nykyisellä mittaverkolla. Suurten avaruusmyrskyjen aiheuttamien magneettisten häiriöiden indusoimien virtojen tiedetään voivan aiheuttaa häiriöitä herkille teknisille järjestelmille. Tutkijat ympäri maailmaa ovat melko yksimielisiä siitä, että lähitulevaisuudessa maapallolle saattaa hyvinkin iskeä historiallisen suuri avaruusmyrsky. Magneettikentän mittaamiseen soveltuva magnetometri-instrumentti kehitettiin vuonna 1833 ja suurin tähän mennessä tieteellisesti mitattu myrsky, Carrington, havaittiin vuonna 1859. Aiemmat tutkimukset kuvaavat kuinka tämän myrskyn aikana Aurinko kirkastui hetkellisesti ja häikäisi jopa suljettuja silmiä. Lisäksi Carrington myrsky indusoi virtoja lennätinlinjoihin ja aiheutti tulipaloja. Nykyisin tämän kokoluokan magneettisen myrskyn seuraukset olisivat tuhoisia. Viime vuosien tutkimukset ovat osoittaneet puista kerätyillä näytteillä, että maapallolla on tapahtunut huomattavasti suurempiakin Miyake-myrskyiksi kutsuttuja supermyrskyjä ennen tieteellisten magneettisten mittausten alkua. Uusi suomalaistutkimus arvioi, että revontulivyöhykkeellä voisi olla jopa 150 nT / 10 km paikallisia vaihteluita Carrington- tai Miyake-kokoluokan myrskyjen aikana.

Tulokset julkaistiin arvostetussa Nature Portfolion Scientific Reports -julkaisussa "Kärhä, O., Tanskanen, E.I. & Vanhamäki, H. Large regional variability in geomagnetic storm effects in the auroral zone. Sci Rep 13, 18888 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-46352-0 "

Linkki julkaisuun: https://rdcu.be/dp5W6

Lisätietoja: väitöskirjatutkija Otto Kärhä, otto.karha@oulu.fi, 050-5606617

Paikallisia tilallisia vaihteluita geomagneettisessa ympäristössä. Tyypilliset vaihtelut yöpuolella (vasemmalla) ja vastaavat suuren kokoluokan vaihtelut (oikealla). Kuva: O. Kärhä, CC-BY 4.0.

Regional spatial differences in geomagnetic environment. Typical differences on the night side (left panel), and extreme case differences, respectively (right panel). Figure: O. Kärhä, CC-BY 4.0.

Large regional variability in the magnetic field in the auroral zone

The local differences in the magnetic field during solar storms in the auroral zone are larger than estimated. Finnish researchers from the University of Oulu’s Sodankylä Geophysical Observatory and Ionospheric Physics Group studied spatial magnetic field variations during space storms in their recently published study. A large amount of data recorded in the 70s was digitized for the research, which was compared with modern digital data. The results showed that during the 2003 Halloween storms, the magnetic field’s northward disturbance measured in Muonio was momentarily 1210 nT stronger than the disturbance measured in Kautokeino, Norway, located 160 km away. This difference of 7.6 nT/km and other published results show that the currently used magnetic measurement network can cause challenges for space storm research and preparation. The distance between the instruments of the Scandinavian Magnetometer Array measurement network, also called the predecessor of the current network, was about 120 km. The newly digitized data recorded by that network shows clear magnetic field structures, especially in the Scandinavian auroral zone, which cannot be illustrated with the current measuring network. It is known that currents induced by large space storms can cause malfunctions in sensitive electrical systems. Scientists around the world are quite unanimous that in the near future, a historically large space storm may hit the Earth. The magnetometer instrument used to measure the magnetic field was developed in 1833 and the largest scientifically measured storm, Carrington, was observed in 1859. Previous studies describe how during this storm the Sun brightened momentarily and dazzled even closed eyes. In addition, the Carrington storm induced currents in telegraph lines and caused fires. Nowadays, the consequences of a magnetic storm of this size would be devastating. Research in recent years has shown with samples collected from trees, that significantly larger superstorms called Miyake events have occurred on Earth before the start of scientific magnetic measurements. A new Finnish study estimates that there could be up to 150 nT / 10 km local variations in the aurora zone during Carrington or Miyake-sized storms.

The results were published in the article "Kärhä, O., Tanskanen, E.I. & Vanhamäki, H. Large regional variability in geomagnetic storm effects in the auroral zone. Sci Rep 13, 18888 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-46352-0 " in the prestigious Scientific Reports journal, which is part of the Nature Portfolio.

Link to the article: https://rdcu.be/dp5W6

Contact information:

Otto Kärhä

Doctoral Researcher

Sodankylä Geophysical Observatory

University of Oulu otto.karha@oulu.fi

+358505606617

Sodankylän geofysiikan observatorion toiminnan aloittamisesta 110 vuotta

 Perjantaina 1.9.2023 tuli kuluneeksi 110 vuotta observatoriotoiminnan käynnistymisestä Tähtelässä.  Tapahtumaa juhlistettiin Sodankylässä noin 70 vieraan voimin ja samalla vihitiin käyttöön Lappisat-hankkeen puhdastilat. Edustettuina olivat mm. observatorion isäntinä toimineet Suomalainen Tiedeakatemia, Oulun yliopisto sekä Suomen Akatemian, eri ministeriöiden ja kumppanilaitosten edustajat oman henkilökunnan lisäksi.

1.9.1913 Jaakko Keräsen magneettiselle observatoriolle sopivaksi löytämälle Halssinkankaalle valmistuneet observatoriorakennukset luovutettiin Suomalaiselle Tiedeakatemian käyttöön ja varsinainen observatoriotoimintaa voitiin alkaa valmistelemaan. Itse observatorioalue oli 400 hehtaaria. Viralliset magneettisen observatorion havainnot käynnistyivät 1.1.1914.

Ensimmäisen toimintavuoden 1913 tapahtumia observatorion ensimmäisenä johtajana toiminut Jaakko Keränen kuvasi seuraavasti:

Kertomus Suomalaisen Tiedeakatemian Magneettisen Observatorion toiminnasta vuonna 1913 

Sittenkuin Suomalaisen Tiedeakatemian edustajat syyskuun 1 p:nä 1913 olivat hyväksyneet urakoitsijalta Sodankylän Magneettisen Observatorion asuinrakannuksen ja observatoriohuoneet, ryhtyi allekirjoittanut järjestämään observatorion toimintaa.

Aluksi toimitettiin paikoilleen koneiden peruspylväät, jotka jo aikaisemmin kesällä olivat kuljetetut Rovaniemeltä Sodankylään. Nämä pylväät oli täytynyt tilata puhtaasta kalkkikivestä, koska sen on vapaata magneettisista häiriövaikutteista eivätkä paikkakunnan vuorilajit olleet tässä suhteessa aivan luotettavia. Kivet oli louhittuina tilattu Paraisten kalkkivuori O. Y:ltä ja hakattu Rovaniemellä kauppias V. J. Rainion johdolla.

Syksyn kuluessa rakennettiin taloon kaivo, perkattiin pari lyhyttä sarkaa peltomaata joen rannalle ja rakennettiin ajotie Rovaniemen ja Sodankylän väliseltä valtamaantieltä Kitisen joen länsirannalle. Tietä jatkettiin joen itärannalla asuinrakennukselle. Rakennuksien lähistölle jätetyt rakennushirsien palaset ja suurimmat lastut koottiin pinoihin polttovarastoksi. Tällä tavalla sai observatorio kevyempää polttoainetta useammaksi vuodeksi.

Lokakuulla oli allekirjoittanut matkoilla Helsingissä hakemassa absoluuttisia koneita ja erilaatuisia apuneuvoja sekä järjestelemässä observatorion hoitoa ja taloutta koskevia kysymyksiä. Vaihtelukoneet olivat jo keväällä 1913 rekikelillä kuljetetut Sodankylään.

Vuoden loppukuukausina järjestettiin observatorion tieteellinen toiminta. Ennen koneiden paikoilleen asettamista tutkittiin magneettista kenttää molemmissa observatoriohuoneissa tekemällä havaintoja Schulzen teodoliitilla. Tulos osoitti huoneiden olevan vapaita paikallisista häiriövaikutteista. Vaihtelukoneita järjestettäessä kiinnitettiin erityistä huomiota siihen, että niiden konstantit tulivat tarkoituksenmukaiset katsoen niihin erikoisiin olosuhteisiin, joissa observatorion työ tuli jatkumaan. Koneiden herkkyys tehtiin pieneksi, koska tässä polaarisessa seudussa toimivassa observatoriossa tuli esiintymään voimakkaita vaihteluita, jotka voisivat jäädä äkillisimmissä muutoksissa merkitsijäkoneen valokuvauspaperille tulematta, kuten kokemus oli osoittanut käyneen sellaisissa tapauksissa, jolloin herkkyys oli suuri. Kokeilujen avulla koetettiin saada horisonttaali- ja vertikaali-intensiteetin vaihtelukoneille sellainen asento, missä lämpötilan vaihtelut tulisivat mahdollisimman vähän vaikuttamaan niiden toimintaan. Tutkimuksen tulokseksi tuli, että horisonttaalikone on riippuvainen verrattain vähän lämpötilan vaihteluista, kun sen sijaan vertikaalikone huomattavasti on lämpötilavaihtelujen alainen.

Koneiden registerointi alkoi joulukuun viime päivinä ja on jatkunut säännöllisesti koko kuluneen ensimmäisen toimintavuoden. Joitakin muutaman tunnin kestäviä aukkoja on merkintään tullut osaksi sentakia, että merkitsijäkojeen lamppu on hoitaja tottumattomuuden takia päässyt savuamaan, jolloin se itsestään sammuu, ja osaksi sentakia, että merkitsijäkojeen koneistoa on muutamia kertoja pitänyt korjata ja hieman uudestaan järjestää jotakin vaihtelukonetta.

Mitä lämpötilaan vaihteluhuoneessa tulee, on se voitu pitää yleensä parin asteen tarkkuudella normaalilämpötilaksi otetun +15º lähellä. Joku äkillinen kovempi pakkanen vuoden kylmimpinä kuukausina on muutamia kertoja saattanut lämpötilan laskeutumaan +11º. Sitä vastoin kesäkuun lopulla ja heinäkuun alussa vallinnut harvinaisen lämmin sää kohoitti kaikista estämistoimenpiteistä huolimatta lämpötilan vaihtelukoneissa vähän yli +24º. Tätä saavutusta edistää huoneen asfalttikatto, joka suuressa määrässä imee auringonsäteitä. Aurinko paistaakin tähän vuodenaikaan kautta vuorokauden, joten yöt ovat myös lämpöiset. Koska vaihtelukoneiden huoneen eroittaa ulkoseinistä joka puolelta eristystila, jonka leveys sivuilla on metri ja ylä- ja alapuolella puoli metriä, eivät suurimmatkaan vuorokautiset lämpötilavaihtelut, jotka välistä nousevat Sodankylässä 30º ja ylikin, paljoa tunnu vaihtelukoneissa. Suurimmat vuorokautiset muutokset koneiden lämpötilassa tekevät noin pari astetta.

Absoluuttisena deklination ja horisonttaali-intensiteetin mittakoneena on käytetty Meteorologisen keskuslaitoksen omistamaa Wild’in matkateodoliittia sekä inklinaatiomittauksissa Schulzen maainduktoria N:o 104. Edellinen kone oli osoittautunut luotettavaksi magneettisilla kenttämittauksilla, joten se sopi aluksi ottaa normaalikoneeksi, siksi kunnes varsinaisesti tähän tarkoitukseen aijotusta Schulzen teodoliitista N:o 101 saataisiin tarpeellinen kokemus. Schulzen maainduktori oli pyynnöstä tarkistettu ja verrattu Potsdam’in magneettisella observatoriolla ennen Sodankylään lähettämistä, ja se oli osoittautunut kaikin puolin tarkoitustaan vastaavaksi ja luotettavaksi koneeksi. Mainitun vertauksen mukaan on Sodankylään maainduktorin oikaisu +0´.19 Potsdamin normaalikoneeseen nähden. 

Schulzen teodoliitilla on kesäkuusta alkaen suoritettu havaintoja, joiden tarkoituksena oli koota aineisto koneella saatavan havaintotarkkuuden määräämiseksi. Havainnot osoittivat teodoliitin olevan käytännöllisen horisonttaali-intensiteettihavainnoissa ja antavan suunnilleen saman tarkkuuden kuin Wild’in kone. Deklinaatiohavainnot ovat ajatellut Schulzen teodoliitilla tehtäviksi nastalla lepäävän magneetin avulla, n. k. ”nastamagneetilla”, jota viime vuosina on saksassa alettu yhä enemmän käyttää matkahavainnoissa, koska silloin mittaukset vapautuvat systemaattisista virheistä, joiden poistaminen langassa riippuvaa magneettia käytettäessä on vaivaloinen ja aikaa kysyvä tehtävä. Tosin ei voida nastamagneetilla saavuttaa samaa tarkkuutta kuin mitä antaa kylliksi hienossa langassa riippuva magneetti. Viimeistä seikkaa silmälläpitäen tehtiin deklinaatiomittauksia Schulzen teodoliitin lyhyemmillä horisonttaali-intensiteettimittauksissa käytettävillä lankaripustusmagneeteilla, n. k. ”poikkeusmagneeteilla”. Tulokset antoivat huonoja arvoja. Sen sijaan saatiin myöhemmin tarkkoja tuloksia kokeillessa voimakkaammalla nastamagneetilla.

Schulzen teodoliitin horisonttaali-intensiteettivakion ja sen magneettien induktiokertoimet määräsi allekirjoittanut Pawlowskin magneettisella observatoriolla toukokuussa 1914. Näiden magneettien lämpötilakertoimet oli allekirjoittanut ollut tilaisuudessa määräämään jo aikaisemmin Potsdamissa maaliskuulla 1912. 

Koska Sodankylän observatorio varsinaisen toimensa ohella on lisäksi kanta-asema koko Pohjois-Suomen ja Lapin magneettiselle kenttämittaukselle, jota Meteorologisen keskuslaitoksen toimesta paraikaa suoritetaan maassamme, on observatorion magneettisten käyrien antamien arvojen perusteella määrätty kesällä 1914 suoritetun kenttätyön ajaksi niiden magneettisten matkakoneiden konstantit, joilla on näitä mittauksia tehty Pohjois-Suomessa. 

Kuluneena vuotena on observatoriolla rakennettu hirsinen halkovaja molempia observatoriorakennuksia varten ja hyvä maanalainen kivikellari. Navettaan on muurattu isolla muuripadalla varustettu muuri. Talvella 1913-1914 täytyi jo navetta väliaikaisesti varustaa kaminalla, koska kylmyys pakkasilla uhkasi tulla sietämättömäksi. Asuinrakennus, observatoriohuoneet ja navetta ovat uudelleen tilkityt ja välikatot saaneet lisää täytteitä. Loppuvuoden pakkaset ovat osoittaneet, että sekä asuinrakennuksessa että observatoriopuolella laattiat tarvitsevat tuntuvasti lisää tiivikkeitä. Asuinrakennuksen välittömässä läheisyydessä olevaa metsää on puhdistettu ja raivattu. Täten hakatut ja lisinä ennen kaadetut puut ovat hakatut haloiksi. Kuluvan talven polttopuut ovat hakkautetut observatorion omalta alueelta.

Observatorion henkilökuntaan ovat kuuluneet: 

Johtaja: J. Keränen 

Apulainen: Filosofiankandidaatti neiti Siiri Pajari, tullut abservatorion palvelukseen 1 p:nä marraskuuta 1913. 

Vahtimestari: Adiel Ahonen syyskuun 20 p:stä 1913 helmikuun 15 päivään 1914, jolloin erosi. Sitten hoiti tointa väliaikaisesti Heikki Nykyri syyskuun loppuun, jolloin toimeen valittiin entinen poliisi Otto Moberg Sodankylästä. 

Kuluneena vuotena on observatorio saanut vastaanottaa seuraavat kirjalahjoitukset: 

Presidentti Isak Fellman’ilta teokset: Jacob Fellman, Anteckningar under min vistelse i Lappmarken, 4 osaa; sekä edelliseen liittyvänä, Isak Fellman, Handlingar och uppsartser angående finska Lappmarken och lapparne, 3 osaa. 

Professori Gustaf Melander’ilta: Luonto tieteen valossa, 4 osaa. 

* * * 

Observatorion yhteydessä toimii Meteorologisen Keskuslaitoksen ensi luokan havaintoasema. Sääsähkösanomia lähetetään joka aamu Helsinkiin ja Pietariin. Sääsähkösanomien lähettämisen vuoksi 7 km:n päässä olevaan konttoriin ylläpitää Meteorologinen Keskuslaitos puhelinjohtoa kirkonkylään. 

J. KERÄNEN 

Observatorion alkuvaiheista kerrotaan myös Heikki Nevanlinnan kirjassa "Sääprofessori -  Jaakko Keränen". Jaakko Keränen toimi möyhemmin Meteorologisen keskuslaitoksen ( nykyisen Ilmatieteen laitoksen) johtajana. Kirjan PDF-versio on julkaistu Heldassa:

 https://helda.helsinki.fi/items/aafe8372-015b-4155-b80e-3979b640cf2c

Kuten jo tästä kuvauksesta kävi ilmi magneettikentän mittalaitteiden toiminnan varmistaminen vertailumittauksilla on tärkeää. Edelleen 110 vuotta myöhemmin vertailumittaukset ovat keskeinen osa geomagneettisen observatorion laitteiden toiminnan varmistamista. Alkavalla viikolla järjestetään jo 52. Pohjoismainen vertailumittaus Sodankylässä, johon osallistuu kuuden eri instituutin mittalaitteet. Kyseessä on viides kerta, kun kiertävä mittaus järjestetään Sodankylässä. Edellisen kerran Sodankylässä kokoonnuttiin vuonna 2009. Vertailumittauksissa observaotorion referenssipilarilla tehdään eri instituuttien delkinaatio-inklinaatio magnetometreillä havaintosarjat. 

Pohjoismaiset vertailumittaukset alkoivat  vuonna 1952 Rude de Skovin observatoriossa Tanskassa. Tuolloin observatoroissa oli laajasti käytössä tanskalaisen Dan La Courin kehittämät variometrit. Absoluuttimittauksia tehtiin Ascanian deklinometri-inklinometrillä. Ensimmäisen kerran paikka vaihui vuonna 1964, jolloin vertailumittaukset pidettiin Nurmijärven observatoriolla. Tämän jälkeen vakiintui käytäntö, jossa joka toinen vuosi mittaukset olivat Tanskassa. Sodankylässä vertailumittaukset järjestettiin ensimmäisen kerran vuonna 1975. Tuleva 52. vertailumittaus on kaiken kaikkiaan viides kerta Sodankylässä.

Pohjoismaiset vertailumittaukset osoittautuivat sen verta hyödylliseksi, että käytäntö levisi maailman laajuisiksi vertailumittauksiksi vuonna 1986, jolloin Ottawassa järjestettiin ensimmäinen IAGA:n alainen vertailumittaus, joista on muodostunut joka toisena vuotena toistuva kokous. Vuosien 1998-2004 välillä Pohjoismaisia vertailumittauksia ei järjestetty, mutta toiminta aktivoitui uudelleen SGU:n aloitteesta vuonna 2005, jolloin mittaukset toteutettiin uudessa Uppsalan lähistöllä sijaitsevassa Fibyn observatoriossa, joka oli korvannut vanhan Lovön observatorion. Samaan aikaan oli käynnistynyt sukupolven vaihdos mittauksissa vastaavissa henkilöissä, joten tapahtuma oli tärkeä yhteistyön jatkuvuuden kannalta. 

Viimeisimmissä pohjoismaisissa vertailumittauksissa on olleet edustettuna Sodankylän, Nurmijärven, Uppsalan, Kiirunan, Tromssa, Kööpenhaminan, Reykjavikin observatorioiden laitteet, joilla ylläpidetään myös edellä mainituissa maissa sijaitsevien muiden observatorioiden laitteiden referenssiä.

Avaruustilannekuva varautumisen ja puolustuksen näkökulmasta

Arktisella napa-alueella on tärkeä rooli avaruusperäisten häiriöiden havaitsemisessa. Napapiirin pohjoispuolisilta alueilta näkee käytännössä koko globaalin geoympäristön. Satelliittiperäisten toimintojen lisääntyessä kasvaa avaruuden häiriöiden vaikutus yhteiskunnan arkisiin ja kriittisiin toimintoihin.

Koko artikkeli Maanpuolustuslehdessä:

https://www.maanpuolustus-lehti.fi/avaruustilannekuva-varautumisen-ja-puolustuksen-nakokulmasta/

Tekstin on kirjoittanut MATINE:n avaruus- ja arktinen teemaryhmä.

Tutkijoiden yö 30.9. / Researchers' Night 30th Sep

🇫🇮 Sodankylän Tutkijoiden yön yleisöluennoilla kuulet avaruuden kauneimmasta värinäytelmästä, revontulista, näet upeat kuvat ja videot ja saat luennoitsijoilta vastauksia mieltä askarruttaviin kysymyksiin.

Esittelemme Sodankylän Geofysiikan observatorion toimintaa ja LappiSat -hanketta, jossa rakennamme oikeaa satelliittia! Lisäksi ohjelmassa on Tutkijoiden yössä suosittu Valo ja Aika -luento, jonka lopussa kokeillaan revontulten tai ainakin yötaivaan kuvaamista omalla kameralla (sään salliessa). Observatorion kansainväliset tutkijat esittelevät tutkimusaiheitaan englanniksi rinnakkaisessa sessiossa.

Kahvia, teetä, mehua ja marjapiirakkaa on tarjolla klo 18.30 alkaen.

Tapahtuma on maksuton, tervetuloa!

🇬🇧 During the Researchers' Night at Sodankylä Geophysical Observatory you will hear about the most beautiful lightshow in space, the Northern Lights, with beautiful photos and videos. SGO Scientists will be ready to answer your questions about their work.

We will present the work of SGO, and the LappiSat -project (both in Finnish), within which we are building a real satellite! Furthermore, you will hear the lecture "Light and Time" (in Finnish), at the end of which we will go outside and try to photograph the night sky (weather permitting).

In the upstairs meeting room SGO's international researchers will tell about their research in English.

Coffee, tea, juice and cake will be served from 18.30.

The event is free of charge.  Welcome!

Yleisöluennot suomeksi / Lectures in Finnish

(Tähtelän päärakennuksessa Polariassa alakerran luentosalissa, Tähtelä main building Polaria, downstairs lecture room)

18:00 – Lappi matkalla avaruuteen - LappiSat-hankkeen esittely (Jouni Envall)

19:00 – Löytöretkiä polaarialueen observatorioon (Eija Tanskanen)

20:00 – Valo ja aika - voiko aikaa tallentaa tiedostoon? (Thomas Ulich)

Lectures in English / Yleisöluennot englanniksi

(Tähtelän päärakennuksessa Polariassa yläkerran KAIRA-salissa, Tähtelä main building Polaria, upstairs KAIRA-room)

18:00 – Middle Atmospheric Ozone: Response to Space Weather and Long-Term Trends (Kenneth Nilsen)

18:30 – Radio Meteor Observation at Sodankylä (Emranul Sarkar)

19:00 – Space Science Research in Ethiopia (Samson Moges)

19:30 – Artificial Intelligence in Space Research (Ruslan Sherstyukov)

20:00 – Earth’s Upper Atmosphere and Space Weather Impacts (Neethal Thomas)

SGO:n harjoittelupaikat ja kesätyöt 2022

Harjoittelupaikat ja kesätyöt vuodelle 2022 ovat haussa 20.2.2022 saakka. Paikkoja on yhteensä 9 observatorion eri tutkimusyksiköissä, jotka sijaitsevat Sodankylässä ja Oulussa (seismologia ja kosminen säteily). Paikkoja täytettäessä pääpaino on yliopistotason opiskelijoissa, mutta mahdollisuuksien mukaan muitakin palkataan. Muutamia paikkoja on avoinna myös lukioikäisille tämän tekstin lopussa.

Vuoden 2022 yliopistoharjoittelijoiden rekrytointi tapahtuu SAIMA-järjestelmän kautta. Sähköpostihakemuksia ei käsitellä. Mikäli olet jo ehtinyt  lähettää hakemuksen, täytä se uudelleen SAIMASSA! Hakemukset ovat Saimassa kahdessa osassa: toisessa tehtävät, joissa työtehtävät ovat suomeksi, ja toisessa ne, joissa pääasiallinen työkieli on englanti. Voit hakea halutessasi molempiin.

https://rekry.saima.fi/certiahome/open_job_view.html?did=5600&jc=1&id=000012746&lang=fi

https://rekry.saima.fi/certiahome/open_job_view.html?did=5600&jc=1&id=000012748&lang=fi

Lopputyöaiheita sekä muita opiskeluihin liittyviä harjoittelupaikkoja voit tiedustella ympäri vuoden.

SAIMAn kautta on tarjolla mm. seuraaviin aihepiireihin liittyviä tehtäviä:

1. Harjoittelija osallistuu observatorion jatkuvien mittausten ylläpitoon, osallistuu havaintotyöhön kesälomien aikana sekä dokumentointiin, pitkäaikaisaineistojen käsittelyyn ja arkistointityöhön.Tehtävät määräytyvät hakijan osaamistason perusteella. Eduksi katsotaan yliopistotason avaruusfysiikan ja geofysiikan opinnot. Ajankohta touko-elokuu. (Vastuullinen ohjaaja Thomas Ulich/Tero Raita)
2. Monimutkaiset magneettiset rakenteet työssä tutustutaan magneettisen ympäristön muutoksiin lyhyillä ja pitkillä aikaskaaloilla. Lyhyillä aikaskaaloilla tutkitaan magneettikentän nopeita vaihteluita (pulsaatioita) ja magneettikentän kierteisyyttä maan lähiavaruudessa sekä auringossa. Pitkillä aikaskaaloilla tutkitaan magneettinapojen liikettä ja mietitään liikkeen fysikaalisia syitä. Magneettisen ympäristön muutokset vaikuttavat moniin jokapäiväisiin järjestelmiin kuten sähkönjakeluun, navigointiin ja viestintään, joten häiriöiden esiintymisajankohdan ja intensiteetin ennustaminen on tärkeää. Työ on osa kansallisella tiekartalla olevaa Earth-Space Research Ecosystem infrastruktuuria ja EU:n PITHIA hanketta. (Vastuullinen ohjaaja Eija Tanskanen)
3. Ennen havaitsemattomien äänitaajuisten radioaaltojen luokittelu ja analysointi. SGO:lla on maailman herkin ELF-VLF-vastaanotin Sodankylän Pomokairassa. Sen herkkyys on jopa 100-kertainen vastaaviin laitteisiin verrattuna. Sillä havaitaan mm. jokainen salamanisku ympäri maailmaa ja sellaisia Maan magnetosfäärissä syntyviä emissioita, joita muualla ei pystytä rekisteröimään. Tehtävänä on verrata näitä emissiota muihin geofysikaalisiin mittauksiin ja ilmiöihin. Suunniteltu työ johtaa todennäköisesti tieteelliseen julkaisuun. (Vastuullinen ohjaaja Jyrki Manninen)
4. Revontulien esiintyminen ja vaihtelu työssä tutkitaan revontulia, niiden perusfysiikkaa ja vaihtelua viimeisen sadan vuoden ajalla. Työssä tutustutaan peruslaskennan työkaluihin ja revontulista tehtyihin mittauksiin all-sky-kameralla, satelliiteilla ja magnetometreillä. Työssä etsitään revontulirikkaita ja -köyhiä ajanjaksoja ja vertaillaan avaruussääolosuhteita näiden jaksojen aikana. Lisäksi työssä tutustutaan revontulien alkusyihin aurinkotuulessa ja auringossa sekä vanhojen mittausten digitointiin käytettävään digitointilaitteeseen DigiMAG. Työ on osa Suomen Akatemian ”Space storms” projektia sekä FIRI/FLEX-EPOS instrastruktuuria. (Vastuullinen ohjaaja Alexander Kozlovsky)
5. Hiukkaspresipitaation havaitseminen ja vaikutukset yläilmakehän otsonikemiaan maanpinta- ja satelliittihavainnoista. Harjoittelussa opitaan analysoimaan mittausaikasarjoja signaalinkäsittelyn työkalujen avulla. (Vastuullinen ohjaaja Antti Kero)
6. Sodankylän geofysiikan observatorio on kehittämässä omaa satelliittiosaamiskeskustaan, johon kuuluu olennaisena osana oma satelliittimissio. Työtehtäviin kuuluu satelliitin ja avaruusinstrumenttien mekaaniset suunnittelu- ja kehitystehtävät. Odotamme sinulta työtehtävään soveltuvaa osaamista, vähintään yhden 3D-mallinnusohjelman osaamista (esim. Inventor, SolidWorks) sekä alan kursseja suoritettuina. Arvostamme erityisesti halukkuutta uusien asioiden oppimiseen ja itsesi kehittämiseen sekä kokemusta aiemmista avaruusalaan liittyvistä projekteista ja mekaanisista työtehtävistä. Työn jatkamisesta opinnäytteeksi voidaan neuvotella erikseen. Työssä on etätyömahdollisuus. (Vastuullinen ohjaaja Jouni Envall)

Sekä englanninkielisessä haussa:

1. Solar activity predictions. Solar activity in the form of sunspot numbers, solar flares, coronal mass ejections, solar particle storms, geomagnetic disturbances, etc. varies within the 11-year solar cycle. On top of that, 11-year solar cycles are modulated in their size, from the Maunder minimum in the early 17th century to the Modern maximum in the late 20th century. For planning space missions, it is important to forecast the level of activity. Physically, the solar activity variability has a significant chaotic component and is not expected to be predictable on a timescale longer than 5-10 years. The task of this project is to perform a formal prediction of solar activity using modern AI methods, e.g., machine learning, neural network, etc. and define the limit of its predictability. The work will be performed at the Oulu campus, under the supervision of Prof. Usoskin. Candidates should possess a basic knowledge of AI methods and corresponding programming skills. (Supervisor Ilya Usoskin)
2. Organization of telemetry, alerts and safe code deployment for remote neutron monitors in Antarctica. In particular, the trainee will assemble a prototype of our current infrastructure in Antarctica (2 raspberry Pi's + network) and write code for the telemetry acquisition, alerts and safe code deployment. He/she will learn how to work with Linux, how to operate remote servers, how to write bash scripts. (Supervisor Stepan Poluianov)

Lukioikäisille on tarjolla erilaisia tutkimusavustajan tehtäviä ja aineistojen järjestelytehtäviä. Näihin tehtäviin löydät hakulomakkeen täältä (kohdasta Other Student Applications):

https://sgo.fi/Contact/ContactUs.php

Lisätietoja: Hanna Silvennoinen (etunimi.sukunimi@oulu.fi, puh. 0294 481410)

Traineeship and summer work 2022 at SGO

SGO's summer work and university traineeship call is now open until February 20th 2022 for 9 positions in different research units of SGO. The units are located in Sodankylä and Oulu (seismology and cosmic ray groups). The main target of this call is university students but other candidates are also considered when applicable. There are also few summer work position available for for 15-18 year olds (see the end of this post) considering a career in science. 

The application process for university traineeship is done in SAIMA. Below are the topics. Note! University traineeship E-mail applications will not be handled in 2022 call. Please, fill the form in SAIMA. The call in SAIMA is in two parts where the first part is in Finnish. These positions are also available in English, please refer to position numbers below in your application. The second part of the call is in English. You can apply to both calls.

https://rekry.saima.fi/certiahome/open_job_view.html?did=5600&jc=1&id=000012746&lang=fi

https://rekry.saima.fi/certiahome/open_job_view.html?did=5600&jc=1&id=000012748&lang=fi

The topics in call published in Finnish include:

1. The trainee participates in the continuous observatory measurement work, participates in observations and documentation partially during staff summer holidays, participates data handling and archiving. The tasks depend on the skills the trainee has. University level studies in space physics and geophysics are preferred. (Supervisor: Thomas Ulich/Tero Raita)
2. Complicated magnetic structures take us to get to know changes in magnetic environment both in short and long time scales. In short time scales the twisted structures of the magnetic field (in near Earth space and in Sun) and their annual and seasonal variation. In long time scales the movement of magnetic poles are studied and the physical reasons will be investigated. Changes in the magnetic environment cause effects in every day systems as distribution of electricity, navigation, and communication. That is the reason why it is important to forecast the occurrence and intensity of these disturbances. This topic is a part of Earth-Space Research Ecosystem infrastructure on the Finnish national roadmap and EU PITHIA project. (Supervisor: Eija Tanskanen)
3. Classification and analysis of audible radio waves that have not been observed earlier. SGO has the world’s most sensitive ELF-VLF receiver in Pomokaira, Sodankylä. Its sensitivity is even 100 times better than any other similar receiver in the world. It can detect e.g., every single lightning discharge around the Earth, and such emissions that are generated in the Earth's magnetosphere, and what others cannot observe. Task will be collecting these emissions from SGO data and classify them into different groups. The work will expectedly lead to a research publication. 2 positions available. (Supervisor: Jyrki Manninen)
4. In this work we study the northern lights, their basic physics and variations during past 100 years. In this task we get to know basic calculation tools and different kind of observations of northern lights made e.g., by all-sky camera, satellites, and magnetometers. Task is to search very active and very quiet periods, and then those periods will be compared. We will also get to know main sources of northern lights in solar wind and the Sun. This work is a part of Space storms project funded by the Academy of Finland, and it is a part of FIRI/FLEX-EPOS infrastructure. (Supervisor: Alexander Kozlovsky)
5. Energetic particle precipitation detection and their consequences on the upper atmospheric ozone chemistry based on ground based and satellite datasets. In the internship, students will learn usage of signal processing methods in the analysis of time-series. (Supervisor: Antti Kero)
6. Sodankylä Geophysical Observatory is building its own satellite knowledge center with its own satellite mission. This topic includes the designing and developing mechanical satellite and space instruments. We expect you to have the applicable knowledge and education and familiarity with at least one 3D modelling software (e.g. Inventor, SolidWorks). Willingness to learn new skills is appreciated as well as previous experience in space related projects and working with mechanics. There is a possibility to extend this topic into a thesis work. Option to work remotely. (Supervisor: Jouni Envall)

The topics in the English only call:

1. Solar activity predictions. Solar activity in the form of sunspot numbers, solar flares, coronal mass ejections, solar particle storms, geomagnetic disturbances, etc. varies within the 11-year solar cycle. On top of that, 11-year solar cycles are modulated in their size, from the Maunder minimum in the early 17th century to the Modern maximum in the late 20th century. For planning space missions, it is important to forecast the level of activity. Physically, the solar activity variability has a significant chaotic component and is not expected to be predictable on a timescale longer than 5-10 years. The task of this project is to perform a formal prediction of solar activity using modern AI methods, e.g., machine learning, neural network, etc. and define the limit of its predictability. The work will be performed at the Oulu campus, under the supervision of Prof. Usoskin. Candidates should possess a basic knowledge of AI methods and corresponding programming skills. (Supervisor Ilya Usoskin)
2. Organization of telemetry, alerts and safe code deployment for remote neutron monitors in Antarctica. In particular, the trainee will assemble a prototype of our current infrastructure in Antarctica (2 raspberry Pi's + network) and write code for the telemetry acquisition, alerts and safe code deployment. He/she will learn how to work with Linux, how to operate remote servers, how to write bash scripts. (Supervisor Stepan Poluianov)

In addition, we have couple of one month long positions open for 15-18 years olds interested in career in science. These tasks include different research assistant and data archiving tasks. Please find an application form for these positions here (Other Student Applicants): 

https://sgo.fi/Contact/ContactUs.php

Further information: Hanna Silvennoinen (etunimi.sukunimi@oulu.fi, tel. +358 294 481410)

HISSA project develops new methods for the upcoming EISCAT_3D

HPC-approach to Ionospheric Situational Awareness (HISSA), a consortium between University of Helsinki, CSC and SGO/University of Oulu, is selected as one of the 7 projects to be funded under the Finnish Academy special programme targeted at the EuroHPC initiative, quantum computing and high-performance computing for the period 2022–2024!

EISCAT_3D measurement volumes at different altitudes (dashed lines).

SGO/University of Oulu team aims to develop new advanced high-power computing solutions for the EISCAT_3D radar to enable more accurate monitoring of the polar ionosphere and its dynamical coupling to the atmosphere. Moreover, the new EISCAT_3D methodologies will enable a better ground-truth validation approach for various satellite missions, as well as evermore comprehensive theoretical models, both aiming to measure/simulate the global dynamical coupling between the space weather and the atmosphere. 

We are excited to start this project now in the beginning of 2022, to get ready for the upcoming EISCAT_3D era!

For more information on the project, please contact us!