"JavaScript is a standard programming language that is included to provide interactive features, Kindly enable Javascript in your browser. For details visit help page"

मध्य और उच्‍चतर वायुमंडल समूह (एमयूएजी)

संयोजक: एस. गुरुबरन
टीम के सदस्य: एस. श्रीपति, एस. तुलसीराम, मनोहर लाल, एस. सतीशकुमार, आर. सेल्वामुरुगन, आर. घोड़पागे और पी. महावरकर

परिचय
विषुवतीय और निम्न अक्षांशों पर, सौर ताप के कारण पृथ्वी की सतह का अंतर ताप विभिन्न प्रकार की वायुमंडलीय तरंगों के उत्पादन के लिए मुख्य प्रेरक शक्ति प्रदान करता है। एक बार जब वायुमंडलीय तरंगें सतह पर उत्पन्न हो जाती हैं, तो वे मध्‍यमंडल-निचले तापमंडल (एमएलटी) क्षेत्र में फैल जाती हैं क्योंकि वायुमंडलीय घनत्व ऊंचाई के साथ तेजी से घटता है जिससे इन तरंगों के तरंग आयाम में वृद्धि होती है। जबकि इनमें से कई तरंगें तापमान व्युत्क्रमण के कारण टूटती हैं और द्वितीयक तरंगों का कारण बनती हैं, उनमें से कुछ सीधे आयनमंडल में चली जाती हैं। तदनुसार, पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल के शांत समय में तटस्थ गतिकी और विद्युतगतिकी ग्रहों की तरंगों, ज्वारों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों से काफी प्रभावित होती हैं जो शांत और विक्षुब्‍ध मौसम की स्थिति में निचले वातावरण से फैल रही हैं। बड़े और मध्यम पैमाने पर आगे बढ़ने वाले आयनमंडलीय विक्षोभ (एलएसटीआईडी और एमएसटीआईडी) आयनमंडलीय परिवर्तनशीलता का एक अन्य स्रोत हैं। इसलिए, विषुवतीय और निम्न-अक्षांश आयनमंडल की शांत समय परिवर्तनशीलता तटस्थ और विद्युत-गतिशील युग्मन के बीच एक जटिल परस्पर क्रिया है, जो बड़े पैमाने पर गतिशील प्रक्रियाओं जैसे कि इक्वेटोरियल इलेक्ट्रोजेट (ईईजे) या काउंटर इलेक्ट्रोजेट (सीईजे), विषुवतीय आयनीकरण विसंगति (ईआईए) और विषुवतीय स्प्रेड-एफ (ईएसएफ) अनियमितताओं में परिवर्तनशीलता की ओर ले जाती है।

चूंकि आईआईजी के पास कई साइटों पर तैनात रेडियो और ऑप्टिकल उपकरणों का एक सुदृढ़ प्रेक्षण नेटवर्क है, इसलिए इस समूह के तहत पूरे वायुमंडल-आयनमंडल युग्मन का अध्‍ययन करना स्वाभाविक है जो वर्तमान शोध गतिविधि के साथ हमारे विशाल अनुभवों से काफी हद तक लाभान्वित होगा। अनुसंधान के इस क्षेत्र को युग्मन प्रक्रियाओं की हमारी समझ को आगे बढ़ाने और कुछ क्षेत्रों में हमारी पूर्वानुमान क्षमताओं को आगे बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, उदाहरण के लिए, विषुवतीय प्लाज्मा बुलबुले की घटना और रेडियो तरंग प्रस्‍फुरण जो कि आयनमंडलीय अनियमितताओं की एक विस्तृत श्रृंखला के कारण होता है। तिरुनेलवेली और कोल्हापुर के राडार प्रेक्षणों का उपयोग अध्ययन की एक श्रृंखला में किया जा सकता है जिसका उद्देश्य एमएलटी क्षेत्र की अल्पकालिक परिवर्तनशीलता के साथ यह समझना है कि ये परिवर्तनशीलता ऊपर के आयनमंडल से कैसे जुड़ती हैं। तदनुसार, इस शोध के तहत, आयनोसोंड, रडार और जीपीएस रिसीवर के नेटवर्क का उपयोग करके आयनमंडल की जटिल परिवर्तनशीलता और घनत्व अनियमितताओं की जांच करने का प्रस्ताव है। तिरुनेलवेली में दूरी वाले जीएनएसएस रिसीवर जो कुछ 100 मीटर से अलग होते हैं, प्लाज्मा बुलबुले के क्षेत्रीय बहाव को प्राप्त करने के लिए स्थापित किए गए हैं। उन्नत सांख्यिक उपकरण जैसे कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क और मशीन सीखने की तकनीक का उपयोग विषुवतीय प्लाज्मा अनियमितताओं और प्रस्‍फुरण की भविष्यवाणी को समझने के लिए किया गया है। चूंकि रेडियो तरंगें आयनित माध्यम की उपस्थिति से प्रभावित होती हैं, इसलिए एचएफ बैंड में रेडियो तरंग प्रसार विशेषताओं और उनकी किरण अनुरेखण तकनीकों का उपयोग किया गया है। हाल ही में लॉन्च किए गए उपग्रहों जैसे NASA के GOLD और ESA के SWARM का भी अधिकतम संभव वैज्ञानिक व्याख्या प्रदान करने के लिए उपयोग किया गया है।

इस शोध का महत्व

नीचे और ऊपर से दबाव पड़ने से रेडियो तरंग संचार और जीपीएस नेविगेशन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा। चूंकि हम अपनी दिन-प्रतिदिन की कई गतिविधियों के लिए उपग्रह संचार पर निर्भर हैं, इसलिए अंतरिक्ष मौसम और जीपीएस नेविगेशन और रेडियो तरंग संचार पर इसके प्रभावों की महत्वपूर्ण भूमिका है। आयनमंडलीय प्रस्‍फुरण का अध्ययन और भविष्यवाणी करने से विमान की लैंडिंग और पोज़ि‍शनिंग सटीकता के लिए निहितार्थ होंगे। जीपीएस रेंज त्रुटियों का परिचालन पूर्वानुमान, ईपीबी / प्रस्‍फुरण होने की संभावना और उनके स्थान, तीव्रता, अवधि और गतिशीलता को ऊपर और नीचे से बल द्वारा प्रभावित माना जाता है। यहां किए गए अध्ययनों में नेविगेशन और रेडियो तरंग प्रसार विधियों के लिए संभावित अनुप्रयोग हैं। रेडियो तरंग जांच तकनीकों का उपयोग करने वाली जांच ने आयनमंडलीय प्लाज्मा अनियमितताओं और आयनमंडलीय प्रस्‍फुरण, उनके विकास और उनकी सौर फ्लक्स निर्भरता के पैमाने-आकार पर निर्भर विशेषताओं की समझ को भी बढ़ाया। यहां हम जो अध्ययन करते हैं वे हमें रेडियो तरंग प्रसार और रेडियो तरंगों पर उनके प्रभाव को समझने में मदद कर सकते हैं।

5 दिसंबर, 2021 की रात को मध्‍यमंडल में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के ऑल-स्काई वायुदीप्ति इमेजिंग प्रेक्षण और एफ क्षेत्र विषुवतीय प्लाज्मा बुलबुले के चिह्नक। मध्‍यमंडल में गुरुत्वाकर्षण तरंगों की ऑल-स्काई वायुदीप्ति इमेजिंग अवलोकन और एफ क्षेत्र विषुवतीय प्लाज्मा बुलबुले के चिह्नक 5 दिसंबर 2021 की रात।

उपकरण और स्थान
रेडियो रिमोट सेंसिंग सबसे शक्तिशाली उपकरण है जिसका पारंपरिक रूप से अंतरिक्ष विज्ञान समुदाय द्वारा निकट अंतरिक्ष पर्यावरण की जांच के लिए उपयोग किया गया है जिसमें अनिवार्यत: पृथ्वी के आंशिक रूप से आयनित ऊपरी वायुमंडल शामिल है। सूर्य पर उत्पन्न होने वाली विद्युतचुंबकीय विक्षोभ और ऊर्जावान कण घटनाएं भूमिगत विद्युत लाइनों के अलावा आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम कर रहे उपग्रह संचार और नेविगेशन प्रणाली के लिए गंभीर खतरा पैदा करती हैं। इस अशांत अंतरिक्ष मौसम की सतह आधारित सक्रिय और निष्क्रिय रेडियो जांच तकनीकों द्वारा प्रभावी ढंग से निगरानी की जा सकती है।
इस समूह द्वारा वायुमंडलीय क्षेत्रों के ऊर्ध्वाधर युग्मन को संबोधित करने के लिए ऑप्टिकल रिमोट सेंसिंग टूल का भी उपयोग किया जाता है। तैनात किए गए उपकरण भूचुंबकीय तूफानों और अंतरिक्ष मौसम की घटनाओं के कारण आयनमंडलीय विक्षोभ को देखने में भी सक्षम हैं। इस तरह के प्रेक्षण ऊपर उल्लिखित रेडियो साउंडर्स से प्राप्त अन्य आयनमंडलीय डेटा के पूरक होंगे।


मौजूदा अवलोकन नेटवर्क के अलावा, यह समूह हमारे डेटा से संबंधित विज्ञान को आगे बढ़ाने के उद्देश्य से डेटा माइनिंग के लिए कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क और मशीनी शिक्षण कलनगणित का भी उपयोग करता है।
संपर्क विवरण :
प्रो. एस. गुरुबरन
gurubaran[dot]s[at]iigm[dot]res[dot]in