Elektronen aus der Plasmaschicht und ihre Auswirkungen auf den Ringstrom, die Ionosphäre und Thermosphäre-Dynamik

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Elena Kronberg
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462853228

Das Erdmagnetfeld schützt uns vor den meisten gefährlichen Teilchen, die von der Sonne und dem Weltraum kommen, dennoch bilden sich magnetosphärische Regionen, die energiereiche Teilchen einschließen, wie die Plasmaschicht, der Ringstrom und die Strahlungsgürtel. Diese Partikel können möglicherweise künstliche Satelliten, die die Erde umkreisen, beschädigen. In diesem Projekt werden wir Folgendes untersuchen: (1) Welche Faktoren steuern die Elektronenpopulation in der magnetosphärischen Plasmaschicht? (2) Wie verändern die erhöhten energetischen Elektronenintensitäten (>40 keV) in der Plasmaschicht die Dynamik des Ringstroms? (3) Wie wirken sich die aus der Plasmaschicht stammenden Elektronen und der Ringstrom auf den Inhalt der Ionosphäre und Thermosphäre aus? Um diese Fragen zu beantworten, werden wir ein empirisches Modell der Elektronenphasenraumdichte entwickeln, das die Dynamik der erdnahen magnetosphärischen Plasmaschicht anhand von Beobachtungen der Cluster-Mission beschreibt. Wir werden dieses empirische Modell als Randbedingung für das Elektronenstrahlungsgürtelmodell VERB-4D verwenden. Dieser Code mit neuen Randbedingungen wird anhand von Simulationen ausgewählter magnetosphärischen Sturmereignisse getestet und mit Beobachtungen aus mehreren Raumfahrzeugmissionen verglichen. Mit diesem Modell werden wir zusammen mit anderen Projekten untersuchen, wie Elektronen in der Plasmaschicht die Dynamik des Ringstroms, der Strahlungsgürtel, der Ionosphäre und der Thermosphäre beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5405: Magnetosphäre, Ionosphäre, Plasmasphäre und Thermosphäre als gekoppeltes System (MIPT)
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Yuri Shprits, Ph.D.