|
|
|
| Aeronomie is de wetenschappelijke studie van de bovenste atmosfeer van de aarde en de bijbehorende gebieden van de atmosfeer van andere planeten. Het is een tak van zowel atmosferische chemie als atmosferische fysica. Wetenschappers die gespecialiseerd zijn in aeronomie, bekend als aeronomen, bestuderen de bewegingen en chemische samenstelling en eigenschappen van de bovenste atmosfeer van de aarde en de bijbehorende gebieden van de atmosfeer van andere planeten, evenals de interactie tussen de bovenste atmosfeer en de ruimteomgeving. In atmosferische gebieden die aeronomen bestuderen, zijn chemische dissociatie en ionisatie belangrijke verschijnselen. |
| |
 |
| Torenhoge cumulonimbuswolken en andere wolken. |
|
|
 |
| Polaire aurora op Antarctica. |
|
Sydney Chapman heeft deze term in 1951 uitgevonden en werd in 1954 overgenomen toen de International Association of Terrestrial Magnetism
and Electricity de International Association of Geomagnetism and Aeronomy werd3. De aeronomie is echter ouder en de eerste studies op dit onderzoeksgebied dateren uit het begin van de 20e eeuw. Al in 1939 beriep Marcel Nicolet (1912-1996) zich op de aanwezigheid van helium in de bovenste lagen van de atmosfeer, waar later kunstmatige satellieten zouden ontstaan. Deze voorspelling leverde hem in 1963 de Daniel en Florence Guggenheim-prijs op van de International Academy of Astronautics. |
| |
| Vervolgens richtte hij in 1964 het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie op. Marcel Nicolet verklaarde ook het bestaan van regio D van de ionosfeer door de ionisatie van stikstofoxide. Deze ionisatie is te wijten aan de Lyman-α zonne-emissielijn die door een optisch venster van moleculaire zuurstof tot in de stratopauze dringt. |
| |
| |
| Aeronomie kan worden onderverdeeld in drie hoofdtakken: terrestrische aeronomie, planetaire aeronomie en vergelijkende aeronomie. |
| |
| Terrestrische aeronomie |
Terrestrische aeronomie richt zich op de bovenste atmosfeer van de aarde, die zich uitstrekt van de stratopauze tot de grens van de atmosfeer
met de ruimte en wordt gedefinieerd als bestaande uit de mesosfeer, thermosfeer en exosfeer en hun geïoniseerde component, de ionosfeer. Terrestrische aeronomie staat in contrast met meteorologie, de wetenschappelijke studie van de onderste atmosfeer van de aarde, gedefinieerd als de troposfeer en stratosfeer. Hoewel terrestrische aeronomie en meteorologie ooit volledig gescheiden wetenschappelijke studiegebieden waren,
is de samenwerking tussen terrestrische aeronomen en meteorologen gegroeid naarmate ontdekkingen die sinds het begin van de jaren negentig
zijn gedaan, hebben aangetoond dat de bovenste en onderste atmosfeer invloed hebben op elkaars fysica, chemie en biologie. |
 |
 |
 |
Ballonnen (links) en sondeerraketten (midden) behoren tot de hulpmiddelen die aeronomen gebruiken om gegevens te verzamelen over de
bovenste atmosfeer van de aarde. Rechts een model van de satelliet Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM), gelanceerd in 2007 om
gegevens te verzamelen over nachtelijke wolken en polaire mesosferische wolken in de atmosfeer van de aarde. |
| |
| Terrestrische aeronomen bestuderen atmosferische getijden en bliksemontladingen in de bovenste atmosfeer, zoals rode sprites, sprite-halo's, blauwe stralen en ELVES. Ze onderzoeken ook de oorzaken van dissociatie- en ionisatieprocessen in de bovenste atmosfeer van de aarde. Terrestrische aeronomen gebruiken telescopen op de grond, ballonnen, satellieten en peilraketten om gegevens uit de bovenste atmosfeer te verzamelen. |
| |
| Atmosferische getijden |
| Atmosferische getijden zijn periodieke oscillaties van de atmosfeer van de aarde op wereldschaal, die in veel opzichten analoog zijn aan oceaangetijden. Atmosferische getijden domineren de dynamiek van de mesosfeer en de lagere thermosfeer en dienen als een belangrijk mechanisme voor het transporteren van energie van de bovenste atmosfeer naar de onderste atmosfeer. Terrestrische aeronomen bestuderen atmosferische getijden omdat een begrip ervan essentieel is voor een begrip van de atmosfeer als geheel en van voordeel is bij het verbeteren van het begrip van meteorologie. Modellering en observaties van atmosferische getijden stellen onderzoekers in staat om veranderingen in de atmosfeer van de aarde te monitoren en te voorspellen. |
| |
 |
Een animatie van atmosferische getijdengegevens verzameld door de
TIMED-satelliet in september 2005. |
|
|
 |
| Weergave van bliksem in de bovenste atmosfeer en elektrische ontladingsverschijnselen |
|
| |
| Bliksem in de bovenste atmosfeer |
| Bliksem in de bovenste atmosfeer of ontlading in de bovenste atmosfeer zijn termen die aeronomen soms gebruiken om te verwijzen naar een familie van elektrische storingsverschijnselen in de bovenste atmosfeer van de aarde die zich voordoen ver boven de hoogten van de troposferische bliksem die in de onderste atmosfeer worden waargenomen. Momenteel is de voorkeursterm voor een elektrisch ontladingsverschijnsel dat in de bovenste atmosfeer wordt geïnduceerd door troposferische bliksem "transient luminous event" (TLE). Er zijn verschillende soorten TLE's, waaronder rode sprites, sprite-halo's, blauwe jets en ELVES (een acroniem voor "Emission of Light and Very-Low-Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources"). |
| |
| Planetaire aeronomie |
Planetaire aeronomie bestudeert de gebieden van de atmosfeer van andere planeten die overeenkomen met de mesosfeer, thermosfeer, exosfeer
en ionosfeer van de aarde. In sommige gevallen kan de gehele atmosfeer van een planeet alleen bestaan uit wat op aarde de bovenste atmosfeer vormt, of slechts een deel ervan. Planetaire aeronomen gebruiken telescopen op de grond, ruimtetelescopen en ruimtesondes die langs andere planeten vliegen, eromheen draaien of erop landen om kennis te vergaren over de atmosfeer van die planeten door het gebruik van instrumenten zoals interferometers, optische spectrometers, magnetometers en plasmadetectoren en technieken zoals radio-occultatie. Hoewel planetaire aeronomie oorspronkelijk beperkt was tot de studie van de atmosfeer van de andere planeten in het zonnestelsel, heeft de ontdekking sinds 1995 van exoplaneten planetaire aeronomen in staat gesteld hun vakgebied uit te breiden naar de atmosfeer van die planeten. |
| |
| Vergelijkende aeronomie |
| Vergelijkende aeronomie maakt gebruik van de bevindingen van aardse en planetaire aeronomie, traditioneel gescheiden wetenschappelijke vakgebieden om de kenmerken en het gedrag van de atmosferen van andere planeten met elkaar en met de bovenste atmosfeer van de aarde te vergelijken. Het probeert de manieren te identificeren en te beschrijven waarop verschillende chemie, magnetische velden en thermodynamica op verschillende planeten de creatie, evolutie, diversiteit en verdwijning van atmosferen beïnvloeden. |
| |
|
|
|
|
|
|
