Ketidakteraturan Lapisan Ionosfer dan Sintilasi

Dyah R Martiningrum
Peneliti Ionosfer dan Telekomunikasi LAPAN

Gambar 1. Keterkaitan antara Equatorial Spread F (ESF) dengan Sintilasi

Sejak tahun 1960, telah ditemukan adanya keterkaitan antara ketidakteraturan di lapisan F ionosfer dengan sintilasi. Woodman dkk mendapatkan adanya hubungan antara kejadian spread F dengan sintilasi dari satelit Eta dan Nu seperti dapat dilihat pada gambar 1.
Selanjutnya, penelitian dan pengamatan sintilasi dilakukan dengan berbagai peralatan, baik peralatan yang ditempatkan pada permukaan bumi, maupun peralatan yang ditempatkan pada lapisan ionosfer (insitu). Hasil-hasil pengamatan tersebut menunjukkan bahwa ketidakteraturan lapisan ionosfer teramati terutama di daerah dekat ekuator magnetik pada waktu-waktu sebelum tengah malam (pre-midnight), di zona aurora pada malam hari, dan di daerah kutub hampir setiap saat.
Beberapa kesimpulan dapat diberikan berkaitan dengan ketidakteraturan lapisan ionosfer di daerah ekuator dikaitkan dengan fenomena sintilasi ionosfer, antara lain bahwa :
-Terjadi sesaat setelah matahari terbenam ketika kecepatan drift vertikal mencapai 15-20 m/dt atau bahkan mencapai 30-40 m/dt saat aktivitas matahari maksimum.
-Ditemukan struktur seperti gelembung (plum-like structure) yang kadang-kadang terlihat di ketinggian di atas 1000 km.
-Pada skala lebih kecil teramati struktur yang disebut dengan field aligned irregularities.
-Terjadinya struktur plumes dapat dijelaskan melalui mekanisme ketakstabilan Rayleigh-Taylor.
-Sintilasi akan dapat diamati ketika ketidakteraturan lapisan cukup tebal dan ada peningkatan ionisasi di daerah anomaly ekuator.
-Secara longitudinal, variasi sintilasi bersifat musiman.
-Teramati adanya pola gelombang dalam arah vertikal (shock-like waveform) dan dalam arah horisontal (sinusoidal/random waveform).
-Di bawah 300 km, indeks spektral (p) ~ 2 untuk skala ketidakteraturan 1-10 km, dan indeks spektral (p)~ 2,6 untuk skala ketidakteraturan 200-700 m.
-Di atas 350 km, indeks spektral (p) ~ 1 untuk skala ketidakteraturan kilometeran dan indeks spektral (p) ~ 3,2 untuk skala ketidakteraturan meteran.
Untuk daerah lintang tinggi, ketidakteraturan lapisan ionosfer mempunyai karakteristik sebagai berikut :
-Skala ketidakteraturannya dari ratusan kilometer turun sampai ke centimeter dan strukturnya sangat dinamis, dengan gerak konvektifnya dikendalikan oleh medan magnet interplaneter (IMF).
-Di daerah auroral pada malam hari, struktur ketidakteraturan terjadi pada skala yang lebih besar dari 50 km, yang terbentuk oleh fluks kelimpahan elektron.
-Pada kondisi tertentu, struktur ketidakteraturan di lintang tinggi tidak akan stabil, dan menyebabkan ketidakteraturan skala kecil melalui E x B (ketidakstabilan arus konvektif), interaksi antar gelombang, maupun cascading.
-Struktur skala besar akan bertahan lama dan dapat menjalar jauh dari tempat dimana terbentuk.
-Pada belahan bumi yang mengalami musim dingin, sifat konvektif lebih dominan.
-Pada musim panas, konduktivitas lapisan E memperlambat laju pertumbuhan ketidakstabilan dan meningkatkan difusi plasma, sehingga akan dapat menghilangkan struktur skala kecil di sekitar daerah dimana struktur tersebut terbentuk. Akibatnya amplitudonya lebih kecil dan indeks spektralnya lebih besar sehingga terbentuk ketidakteraturan di kutub (polar cap irregularities).
-Spektrum densitas di kutub pada musim dingin berbeda dengan daerah lainnya.

Semoga Bermanfaat