Paper on energetic electron precipitation and auroral morphology accepted in JGR

A recent collaborative study between ISEE /Nagoya University and SGO/University of Oulu (+ other institutes) has been accepted to be published in Journal of Geophysical Research: Space Physics, please have a look:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JA023484/full

This paper shows a linkage between different auroral morphological structures and the energy spectra of the associated electron precipitation. The study is based on a selected set of case studies combining the EISCAT radar and the KAIRA spectral riometer measurements with the auroral camera observations.

Observation of pulsating aurora signatures in cosmic noise absorption data

A paper was recently accepted for publication in Geophysical Research Letters. It presents the results of a comparison between optical data from an all-sky camera and cosmic noise absorption data measured by KAIRA above Kilpisjärvi, during a pulsating aurora event. 

The accepted version of this article can presently be accessed here; the preliminary reference is:

Grandin, M., A. Kero, N. Partamies, D. McKay, D. Whiter, A. Kozlovsky, and Y. Miyoshi (2017), Observation of pulsating aurora signatures in cosmic noise absorption data, Geophys. Res. Lett., doi:10.1002/2017GL073901.

Abstract
This study investigates the contribution of energetic (E > 30 keV) particle precipitation during a pulsating aurora event over Kilpisjärvi (L = 6.2) on 26 February 2014. It is based on the comparison of auroral blue-line emission (427.8 nm) data from an all-sky camera and cosmic noise absorption (CNA) data obtained from a multi-beam experiment of the Kilpisjärvi Atmospheric Imaging Receiver Array (KAIRA) riometer. The data sets are compared for three KAIRA beams close to magnetic zenith. Results show a clear correlation between the measured CNA and the auroral blue-line emission during the event, for each beam. In addition, individual pulsations are observed for the first time in the CNA data measured by KAIRA, and are found to be close-to-identical to the optical pulsations. This suggests that the modulation of electron precipitation during pulsating aurora takes place in a consistent way over a broad range of energies.

EISCAT_3D Science Case published!

Artist impression of transmitter site.
©National Institute of Polar Research (NIPR), Japan.

During the EISCAT_3D Preparatory Phase project, which was funded by the 7th Framework Programme of the European Commission and which ended in September 2014, the science case for EISCAT_3D was developed by the project's work package 3. The final version of this document was published in September 2014 and is available on the EISCAT_3D web site.

After the project ended, this document was made a scientific paper, which has been published this week in Progress in Earth and Planetary Science. Please find the full reference and a link to the paper below:

The science case for the EISCAT_3D radar, by Ian McCrea, Anita Aikio, Lucilla Alfonsi, Evgenia Belova, Stephan Buchert, Mark Clilverd, Norbert Engler, Björn Gustavsson, Craig Heinselman, Johan Kero, Mike Kosch, Hervé Lamy, Thomas Leyser, Yasunobu Ogawa, Kjellmar Oksavik, Asta Pellinen-Wannberg, Frederic Pitout, Markus Rapp, Iwona Stanislawska and Juha Vierinen, Progress in Earth and Planetary Science, 2:21, doi:10.1186/s40645-015-0051-8 (29 July 2015; link to paper).

Image: Artist impression of a possible EISCAT_3D central site, courtesy of National Polar Research Institute (NIPR), Japan.

KAIRA is Front Page News!

Some time ago, we reported on the publication of what we call the "KAIRA Technical Paper." This paper largely describes the Kilpisjärvi Atmospheric Imaging Receiver Array (KAIRA) facility and its first results. It is published in a scientific, peer-reviewed journal "IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing". The full reference is:

McKay-Bukowski, D. ; Vierinen, J. ; Virtanen, I.I. ; Fallows, R. ; Postila, M. ; Ulich, T. ; Wucknitz, O. ; Brentjens, M. ; Ebbendorf, N. ; Enell, C.-F. ; Gerbers, M. ; Grit, T. ; Gruppen, P. ; Kero, A. ; Iinatti, T. ; Lehtinen, M. ; Meulman, H. ; Norden, M. ; Orispaa, M. ; Raita, T. ; de Reijer, J.P. ; Roininen, L. ; Schoenmakers, A. ; Stuurwold, K. ; Turunen, E. (2015), KAIRA: The Kilpisjärvi Atmospheric Imaging Receiver Array—System Overview and First Results, IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens., 53, 3, 1440–1451, DOI: 10.1109/TGRS.2014.2342252. (link)

Today a copy of the printed journal arrived by post for the authors, and we are delighted to see that the paper was chosen for the front cover of the journal (see photo above)!

With these great news we wish all of you a very good weekend. Here it's the Easter weekend and Friday and Monday are bank holidays. So Happy Easter or Hyvää Pääsiäistä!

Photo: Thomas Ulich.

Ionospheric tomography in Bayesian framework with Gaussian Markov random field priors

We are pleased to report that our latest study on ionospheric tomography with a GMRF-type prior information has been accepted for publication in Radio Science. The current reference is:

J. Norberg, L. Roininen, J. Vierinen, O. Amm, D. McKay-Bukowski and M. Lehtinen, Ionospheric tomography in Bayesian framework with Gaussian Markov random field priors, Radio Science, Accepted January 2015.

We will post a link to the early-access version as soon as it is available. This is a companion paper of the so-called "tomography receiver paper" reported in Radio Science earlier. It is available here.

Current tomography project titled 'TomoScand' is a collaboration project between Finnish Meteorological Institute, Sodankylä Geophysical Observatory and MIT Haystack Observatory.

Here is a schematic plot of ionospheric tomography, where the objective
is to probe the ionosphere beacon 150/400 MHz satellite signals and to estimate
the electron density ~60-1000 km above the Earth.

Mars Express radio-occultation data: A novel analysis approach

A bit less than two months after its submission, my first paper was accepted for publication in the Journal of Geophysical Research – Space Physics. The reference is:

Grandin, M, P.-L. Blelly, O. Witasse and A. Marchaudon, (2014), Mars Express radio-occultation data: A novel analysis approach, J. Geophys. Res. Space Physics, 119, doi:10.1002/2014JA020698.

The early-access version can be found here.

Abstract:

The Mars Express Radio Science (MaRS) experiment on board Mars Express has been providing radio-occultation data since early 2004. The analysis method currently used to retrieve neutral atmosphere and ionosphere profiles is based on the resolution of a complex inverse problem. The solution to such a problem is obtained under strong assumptions on the atmosphere and the ionosphere and with some limitations. Here we developed a novel method for radio-occultation data analysis based on a direct approach which overcomes some of the difficulties related to the standard inversion. This new method is based on a numerical model of the atmosphere and the ionosphere of Mars computing the propagation of the radio waves from the spacecraft to the receiver on Earth. The main interest of such an approach lies in the intrinsic and coherent coupling between the neutral part and the ionized part of the planetary environment, which gives physical constrains on the retrieved profiles. We have applied this new method to radio occultation experiments performed by MaRS, and we present the results obtained in two different occultation configurations. We discuss the differences which emerge from the standard analysis and the gain that such a method can give to the analysis of planetary environments.

Joululukemista: Jaakko Keränen - Suomen Sääprofessori

Heikki Nevanlinna on kirjoittanut kirjan Sodankylän geofysiikan observatorion ensimmäisestä johtajasta Jaakko Keräsestä (1883-1979). Hän tuli koko kansalle paremmin tunnetuksi Ilmatieteen laitoksen johtajana, aikansa mediahahmona "Sää-Keräsenä" ja "Suomen Sääprofessorina".

Ystävällisesti joulupukki toimitti kovakantisen version minulle. Sähköinen versio pdf:nä löytyy täältä: https://helda.helsinki.fi/handle/10138/144225. Eli jos sadan vuoden takainen observatoriomaailma ja Ilmatieteen laitoksen historia kiinnostaa, niin tässä varsin mielenkiintoista joululukemista. Kirjan on kustantanut Ilmatieteen laitos ja Sodankylän geofysiikan observatorio.

Ilmatieteen laitoksen uutinen kirjasta löytyypi täältä: http://ilmatieteenlaitos.fi/ajankohtaista/35939224. Tässä alla kyseisestä Ilmatieteen laitoksen tiedotteesta lainattu pätkä:

Jaakko Keränen Jaakko Keränen oli kotoisin Kainuun Paltamosta maanviljelijäperheestä. Keränen nimitettiin silloisen Ilmatieteellisen keskuslaitoksen magneetikoksi vuonna 1911. Sääosaston johtajaksi hänet valittiin vuonna 1921. Sitä ennen hän oli tehnyt mittavan työn Suomalaisen Tiedeakatemian Sodankylän magneettisen observatorion ensimmäisenä johtajana 1913–1918. Keräsen tehtäviin kuului myös Suomen alueellinen magneettinen kartoitustyö, joka valmistui 1930-luvun alussa. Kyseessä oli osa suuresta kansainvälisestä maapallonlaajuisesta tutkimusohjelmasta. Sodankylästä Keränen siirtyi kolmeksi vuodeksi geodeettiseen laitokseen, missä hän osallistui Suomen ja Neuvostoliiton välisen Tarton rauhansopimuksen (1920) mukaisiin rajanmääritysmittauksiin Lapissa. Tasavallan presidentti nimitti Keräsen Ilmatieteellisen keskuslaitoksen johtajaksi vuonna 1933. Ilmatieteellisen keskuslaitoksen johtajan tehtävistä Keränen siirtyi eläkkeelle vuonna 1953, mutta hän jatkoi meteorologian ja geofysiikan tiedeyhteisöissä eri tehtävissä vielä 1960-luvulle saakka. Jaakko Keräsen yli 20 vuotta kestäneen johtajakauden aikana Ilmatieteellisen keskuslaitoksen tehtäväalue laajeni merkittävästi ja henkilökunnan määrä kasvoi lähes kymmenkertaiseksi. Lentoliikenteen alku 1920-luvulla toi laitokselle uusia ilmailumeteorologisia tehtäviä. Yleisradiotoiminnan käynnistyminen avasi laitokselle uusia mahdollisuuksia meteorologisten tietojen välitykseen. Jaakko Keränen tulikin tunnetuksi kansalaisille radion ja myös sanomalehtikirjoitusten kautta ilmatieteen symbolina ja mediahahmona, "Sää-Keräsenä" ja "Suomen Sääprofessorina". Jatkosodassa 1941–1944 Keränen johti Ilmatieteellisen keskuslaitoksen toimintaa osana Puolustusvoimien koko maan kattavaa sääpalvelua. Sodan jälkeen Jaakko Keränen vaikutti merkittävästi Sodankylän magneettisen observatorion uudelleenrakentamiseen. Observatorio tuhoutui täysin Lapin sodassa 1944. Keränen oli myös keskeinen henkilö, kun Ilmatieteellisen keskuslaitoksen Sodankylän aerologinen observatorio perustettiin vuonna 1949. Hänen johtajakautensa lopulla käynnistyi myös Nurmijärven magneettinen observatorio. Jaakko Keränen oli aktiivisesti mukana Suomalaisessa Tiedeakatemiassa, jonne hänet valittiin vuonna 1926. Hänelle myönnettiin Suomalaisen Tiedeakatemian kunniapalkinto vuonna 1962. Keräsen tieteellinen tuotanto käsittää noin 170 julkaisua, jotka liittyvät lähinnä geomagneettisiin ja meteorologisiin aiheisiin.