Salamaniskun johdosta takaisin kääntyneen matkustajakoneen kaarimainen dopplerjälki näkyy monipaikkatutkan nauhalla oheiskuvassa oikealla. Jälki tallentui myös Maanpuolustusnetin tutkaruudun arkistoon.
Kartta on tehty Planefinder.netin playback-toiminnolla. ‘Nettitutkan’ murtoviivana piirtämän paluukäännöksen jälki on todellisuudessa pyöreä puolikaari, kuten dopplerjäljen kulmien puuttumisesta voi päätellä.
Salama iski Finnairin koneeseen – lento joutui palaamaan Helsinki-Vantaalle
Salamaniskun jälkeen lentokoneelle tehdään aina rutiinitarkastus. Lennolla olleet 166 matkustajaa jatkoivat matkaa Rovaniemelle toisella koneella.
Lauantaina kello 12.15 lähtenyt lento Helsingistä Rovaniemelle oli kestänyt noin puoli tuntia, kun salama iski lentokoneeseen sadepilven läpi lennettäessä, Inka Ikonen Finnairin viestinnästä kertoo.
Salamaniskun jälkeen A320-koneen piti kääntyä takaisin Helsinki-Vantaan lentokentälle. Ikosen mukaan lentokoneelle tehdään aina salamaniskun jälkeen rutiininomainen tekninen tarkastus.
OIRT1- eli R1-kanavan TV-vastaanotinantennit ovat kookkaita. Puolen aallon jagielementin pituus on noin 3 m. Onnekkaasti tälle itä-TV:n ykköskanavalle käyvät tavalliset 6m ‘hamssibandin’ eli 50 MHz amatöörialueen tehokkaat jagiantennit sellaisinaan. Niitä on sekä rakenneltu näitä dopplermittauksia varten, että ostettu valmiina.
Eri ohjelmakanavien TV-lähetyksiä on toki samoista lähetinmastoista myös korkeammilla taajuuksilla. Nekin sopivat, mutteivät lyhyempikantamaisina ole aivan niin kiinnostavia lentsikkadopplereiden havainnointiin, kuin tämä matalataajuisin ykköskanava R1.
Lähettimiä R1-kanavalla on hyvinkin eri tehoisina, alkaen Moskovan ja Pietarin korkeista antennimastoista parinsadan kilowatin säteilytehoineen, aina kymmenen watin paikallisiin ‘kissannahkalähettimiin’ epämääräisine mastontekeleineen.
Kun wanhan 4-elementtisen matalan jagin tilalle saatiin käännettävään 23 m mastoon sijoitettu 2 x 6 -elementtinen jagikaksikko, niin online-‘hamssitutkan’ oikeanpuoleisen tutkanauhan havaintoetäisyys parani ajoittain hieman teoreettisen tutkahorisontin yli. Samalla vastaanottoherkkyys alkoi riittää dopplerhavaintoihin myös heikkojen R1-kanavan paikallis-TV-lähetinten kantoaalloilla.
Here is a sequence of a Boeing 737 on St Petersburg to Murmansk flight 5N520 crossing subsequently carriers of Kotkozero, Suoyarvi and Nyandoma TV transmitters.
Suoyarvi crossing is an ‘elliptical’ one, meaning that flight passes away from Rx-Tx baseline. In this case aircraft doppler crosses carrier when the travel distance of the reflected wave is shortest, which occurs when the aircraft flight path touches an ellipse drawn with Rx and Tx as its center points.
Nyandoma TV Tx is more distant than the two others. The small pic ilustrates map curvature correction needed for long distance aircraft scatter direction finding (ASDF) like this.
Here is another flight that turned back. I spotted it frst from days or even weeks old PlanePlotter ADS-B monitor track. However, the turn back track on PlanePlotter map did not identify time and date. So the place and track was known but the time of the happening was not. The track of yet unknown plane is featured on the accompanying first screenshot.
Next checking back saved radar Spectrum Lab strip screenshot archives, there indeed was a turnaround doppler track on one of them. This gave the date and time of the turn back event. Next step was to check it on Planefinder.com playback. This identified the flight as SU6343.
The turnaround track and its doppler are featured on the second screenshot. On the third screenshot I numbered the phases of turnaround doppler track and corresponding phases of the aircraft track on map. Explanations of the numbers:
Start of turnaround.
Doppler crossing of TV carrier. This is an ‘elliptical’ crossing.
Fastest rate of reflected wave travel distance decrease makes highest doppler upshift.
End of turnaround.
I do not know why the Murmansk flight SU6343 turned back to St. Petersburg. Anyone know the reason?
Sodankylä online magnetometer is rather close to the part of aurora discharge oval of Northern Lights that shows up on our radar as the wide noise of aurora scatter. As there has been aurora almost daily during this week I compared those magnetometer curves with the aurora scatter intensity of our experimental online radar. It appeared that the aurora discharge scatters visible on our online radar strips have clear resemblance to magnetogram X and Z components. Aurora discharge intensity variations on the demo online radar regularly show up either on magnetogram X or Z curve, or on both curves. A screenshot sequence is below.
Origin of aurora borealis discharge is usually explained with electromagnetic terms. However, these experimental radar observations suggest that origin of aurora discharge appears rather electrostatic. So it seems that aurora discharges may be simple atmospheric electricity discharges like high and low altitude lightnings, for example.
By the typical spread spectrum of high and low altitude electric phenomena, they all seem to be simply parts of a chain of discharges between charged solar wind and Earth ground, with semiconducting ionospheric layers between transfering their discharge currents. So it is easy to suppose that high sky aurora discharge current affects magnetic field below and around the aurora discharge, consequently also affecting magnetometer pointer.
About magnetogram components I found this explanation: “Upon international agreement the horizontal component towards North is termed X (1) and the horizontal component towards East is called Y (2). Vertical component Z (towards Earth’s center)…” So X is magnetometer north component and Z is its vertical component. Time stamps on magnetograms are UTC and on radar strips UTC +2h.
Observing both radar display and magnetogram before actual Aurora Borealis or Northern Lights discharge, it appeared that the short aurora discharges usually acting as precursors of later continuous aurora discharge seemed to be connected with magnetometer activity, too. Here are screenshots of beginning of aurora discharge and of an aurora flare visible on radar strips compared to simultaneous sections of magnetograms.
Initiating aurora discharge is usually associated with short ‘aurora precursor’ discharges circled on radar spectum strips of the first screenshot. Left radar strip listens with an omnidirectional aerial usually indicating north direction of aurora discharges while right strip is listening to aerial directed to east, from where aurora discharges observable with this experimental passive bistatic radar usually start.
On second screenshot start of continuous but still weak aurora discharge is associated with simultanous short aurora precursor discharges circled on the left radar strip. A weak aurora discharge like this barely moves magnetometer needle. Simultaneous sections are circled.
The third screenshot shows an ‘aurora flare’, a sudden increase in this far steady aurora discharge, followed by brief rises and decreases of the discharge. This rather strong aurora flare is associated with a sudden jump in magnetogram curves. Corresponding simultaneous sections of radar strip and spectrogram strips are circled. The momentary aurora scatter doppler upshift visible at radar strip time stamp 19:20 is supposed to indicate aurora discharge moving towards radar receiver. Time stamps on magnetograms are UTC and on radar strips UTC +2h.
Idän suunnan TV-kantoaaltoheijastuksia seuraavan 6m jagin oikealla spektrinauhalla näkyi kaksi manöveeraavien nopeiden koneiden kaksoisjälkeä, ja vähän myöhemmin vielä ainakin yksi kaksoisjälki. Siis pareina lensivät.
Myös tulo- ja lähtöjäljet näkyvät. Kumpikin pari on tullut suoraan, lentänyt kuvion, ja poistunut suoraan. Dopplersiirtymästä päätellen vauhdilla. Myös pienille koneille vähemmän tyypilliset loivat kaarrot viittaavat nopeuteen.
Oheiskuvan spektrinauhoista oikeanpuoleisella, idän suunnan jagin nauhalla näkyy aikavälillä 09.55 - 10.25 kiemuroita voimakkaampina, kuin vasemmalla, ympärisäteilevän dipolimaton nauhalla. Tästä voi päätellä ilmasuunnan. Dopplerjälki on voimakkaimmillaan myös kaarroksissa lähes jatkuvaa, ilman suurille koneille ominaisia tiheitä voimakkuusvaihteluita. Kyseessä ovat siis pienehköt koneet. Jälkiä näkyy useita samaan aikaan, eli ilmassa ollaan porukalla.
Suuri dopplersiirtymä, sekä koukeroinen lentotyyli ovat tyypillisiä pienille, nopeille koneille. Nämä eivät käytä ADS-B:tä, kuten oheisesta Planeplotterin näytöstä nähdään, samoinkuin Flightradar24- ja Planefinder-nettitutkista.
Matkustajakoneiden tavallisten reittilentojen dopplerjäljet erottaa näistä pienistä, kurvailevista koneista siitä, että matkustajakoneet lentävät suoraan, ja kääntyvät vain reittipisteissä. Dopplerjäljeksi tulee silloin murtoviivaa tai loivia kaaria. Tällä kertaa koukerojäljet näkyvät pienten koneiden dopplereiksi varsin voimakkaina. Tästä voi päätellä niiden lentäneen joko korkealla, tai melko lähellä, tai molempia.
Pointing the receiving yagi to north, to see how airliner dopplers plot from near Kalevala, Vuokkiniemi, Suomussalmi and Paltamo.
This district is far beyond radar horizon of St. Petersburg TV which is about 530 km away. So using Segezha Nadvoitsy TV carrier instead as its transmitter is closer, abt. 330 - 360 km away.
Below are examples of elliptical crossings (= off-baseline crossings) on Segezha carrier with dopplers appearing between Kalevala and Vuokkiniemi and continuing beyond Kajaani and Vaala.
Kuusamon vuorolento näkyy dopplereina Sekeen Nadvoitsyn TV-lähettimen taajuudella 49757,822 kHz, katsottuna luoteeseen suunnatulla 6-elementtisellä jagilla. Vastaanottimena on R820T-tikkuradio, ja softina HDSDR sekä Spectrum Lab virtuaaliaudiokaapelilla yhdistettyinä.
Kuvissa lento on juuri TV-kantoaallon ohitushetken (doppler crossing) sijainnissa Planefinderin playback-toiminnolla jälkikäteen katseltuna. Nämä ovat ‘off-baseline’ -eli dopplerin elliptisiä kantoaallon ohituksia, eli koneen reitti ei risteä Rx-Tx-linjan kanssa, vaan kantoaallon ohitus tapahtuu sen sivutessa Rx ja Tx ympärille piirrettyä kuvitteellista ellipsiä. Tässä kohden suoraa reittiähän koneen kautta heijastuneen aallon kulkema matka on lyhin.
Ylemmässä kuvassa serverin tietokanta on vahingossa merkinnyt lennon määränpääksi Miamin, mutta tarkkasilmäinen huomaa saman koneen palaavan reilun tunnin päästä Kuusamosta. Jälkimmäinen lienee siis oikein.
Tässä kuvapari kokeilusta, miten täältä Susirajan pinnasta havaitsee koneiden dopplereita lounaaseen suunnatulla 6m bandin jagilla Pietarin TV:n taajuudella.
Näiden lentojen dopplerit näkyivät etelässä hieman Pietarin taakse, yli 360 km vastaanottimesta.
Lännessä dopplerit näkyivät Alavuden läheltä Ähtärinjärveltä, noin 300 km vastaanottimesta ja 450 km lähettimestä.
Suunnantarkistukset Karjalan kannaksen päällä kulkevalla reitillä näkyvät kummankin koneen dopplereissa loivina mutkina.
Lentsikkaheijastuksen dopplersiirtymä on matalan taajuuden suuntaan, joten tässä tapauksessa kone etääntyy Pietarin TV-lähettimestä.
Heijastus on vahvempi oikealla, itään suunnatun antennin nauhalla. Tästä saadaan heijastuksen ilmansuunta. Kohina vasemmalla, ympärisäteilevän antennin nauhalla johtuu ajoittaisesta auroraheijastuksesta, mutta voimakkuusvertailu onnistuu silti.
Kotkozeron TV-lähettimen ohitusdoppleri kertoo koneen lentäneen Laatokan itärannan kautta, jonka lähellä lähetin sijaitsee, ja ohittaneen lähettimen vähän klo 14.40 jälkeen.
Mutkitteleva lentotapa viittaa pieneen tai pienehköön, käsin ohjattuun koneeseen.
Myös dopplerjäljen vähäinen voimakkuusvaihtelu on tyypillistä pienille koneille.
Dopplersiirtymän suuruus, tässä enimmillään yli 60 Hz, merkitsee nopeaa konetta.
Dopplerjälkeen sopivia lentoja ei löydy nettitutkien tallenteista (playback), joten kyse on ilman paikantavaa transponderia (ADS-B mode-S) lentävästä koneesta.
Kantamakoe lentokoneheijastuksilla Pietarin TV:n OIRT1-kanavan taajuudella itään katsovalla 6m jagiantennilla.
Molempien oheiskuvan lentojen dopplerit näkyvät lyhyinä, koska ne ovat lähettimen ja vastaanottimen yhteisen kantaman eli radiohorisontin sisällä vain vähän aikaa.
Dopplereiden erottuessa selvimmin Äänisjärven itäpuolelta koneet olivat noin 410 km päässä lähettimestä ja 360 km päässä vastaanottimesta.
Erikoinen sinimuotoinen dopplerjälki kertoo ympyrärataa lentävästä koneesta klo 18.49 - 19.07 SA. Näkyy idän ja kaakon suuntaan katsovan jagin nauhalla.
Harva voimakkuusvaihtelu viittaa pienehköön koneeseen. Dopplersiirtymä kertoo sen olevan nopea. Ei ilmoita itseään transponderilla.
Näyttää jatkuvan pienen kurvailevan nopean koneen jälkenä, joita on lisää arkistokuvien nauhoilla ennen ja jälkeen sitä.
Es-kelipurskeita ilmestyi hamssitutkan monitoriin 18.04. alkaen klo 09.10 SA. Kohtalaisen voimakkaita kelipurskeita tuli peräkkäisenä sarjana noin klo 10.30 saakka. 6m TV-kanavalla OIRT1 ne nostivat esiin mm. Arkangelin, Pietarin, sekä tuntemattomia kantoaaltoja. Näistä esimerkkejä oheiskuvien HDSDR-otoksissa, kopitettuna itään katsovalla 2x6-el vaakajagilla ja hamssirigin välitaajuuteen ‘panadapteriksi’ kytketyllä RTL-tikulla. Aikaleimat ovat Suomen aikaa.
Ekassa kuvassa leveän OIRT1-TV-kanavan spektrissä näkyy ympyröityinä ES-kelipurskeen alkaessa spektrinauhalle ilmestyviä TV-sivunauhoja ja tuntemattomia etäisiä kantiksia.
Toisen kuvan spektrin yläreunaan on merkittynä yleisimpiä OIRT1-kanavan lähettimiä. Ympyröityinä on ennen ensimmäisen Es-kelipurskeen päättymistä klo 10.38 leimahtaneita voimakkaita Es-purskeita Arkangelin sekä tuntemattoman TV:n jaksoilla. Pienessä audioruudussa oikealla alhaalla näkyvä viistoviiva on lentsikkadoppleri.
Kolmannessa tutkakuvassa leimahtaa uusi, edellistä vieläkin voimakkaampi ES-purske, nostaen Kirovin ja tuntemattoman TV-lähettimen kantikset leveälti sivunauhoineen näkyviin. ES tulee ja menee nopeasti, mutta kerran näin keväälla avauduttuaan niitä toistuu usein. Alkukesä oli viime vuonna 2016 erikoisen tiheiden ja voimakkaiden ukkos-Es-kelien aikaa.
Tässä monipaikkatutkatallenteessa näkyy Pietarin TV:n kapealla spektrinauhalle muutamassa minuutissa ilmestyviä etäisiä TV-lähetteitä Es-purskeen alkaessa. Siinä siksakkia sahaava kantis on ilmeisesti neuvostoaikaisen ‘warbler’-tyyppisen TV-lähettimen taajuuttaan ylösalas soutava kantoaalto. Sijainti tuntematon. maanpuolustus.net/muut/tutka/ku … /10_00.jpg
Es on nimensä mukaisesti sporaadinen. Kuvien voimakkaat Es-purskeet päättyivät klo 11.30 SA. Mutta kun Es-kelit keväisin alun saavat, niin lisää on yleensä tulossa.
Päivän Es-kelipurskeita seurasivat öiset revontulipurkaukset radioauroraheijastuksineen. Nämä kestivät klo 08.30 SA saakka aamulla. Ensimmäisessä oheiskuvassa on hamssitutkan leveän HDSDR-spektrin tallenne OIRT1-TV-kanavalta pohjoiseen katsovalta antennilta. Sen alareunan pienessä äänitaajuusikkunassa näkyy tyypillinen, yleinen yläilmakehän sähkönpurkausheijastuksen (EDS, Electric Discharge Scatter) hajaspektri. Näitä esiintyy 6m TV-kanavilla muutaman sekunnin välein.
Sähkönpurkausheijastuksia on yleisesti otaksuttu meteoriheijastuksiksi (MS, Meteor Scatter). Näiden lyhyiden 6m bandin heijastusten spektristä kuitenkin puuttuu meteorivanan synnylle ominainen nopean lineaarisen liikkeen doppleri. Sensijaan niillä on sähkönpurkauksille tyypillinen hajaspektri. Hamssien wanha staattisten häiriöiden selitys (‘static’) on siis ainakin 6m bandilla radiospektrien perusteella osoittautunut MS:ää oikeammaksi.
Toisessa samanaikaisessa kuvassa näkyy kyseisen aurorapurkauksen leveänä pöllähtelevää hajaspektriä kapealla radiospektrinauhalla Sekeen Nadvoitsyn TV-lähettimen taajuudella pohjoiseen suunnatulla jagiantennilla ja Spectrum Lab -softalla katseltuna. Revontuliheijastus näyttäisi radiospektrihavaintojen perusteella olevan syntytavaltaan samankaltainen sähkönpurkausheijastusten EDS kanssa. Hajaspektrin leveys kuvaa oletettavasti suurjännitteen kiihdyttämien ilmaionien nopeusjakautumaa. Sähkönpurkausten hajaspektriheijastukset näyttäisivät siis syntyvän dopplerhajontailmiöinä.
Hyvin korkealla, lähes ilmanvastuksettomassa tyhjössä revontulten kaltainen luonnollisen ilmasähköisen suurjännitekentän kiihdyttämien ilmaionien tai plasman sähkönpurkaus pääsee pitenemään kestoajaltaan tuntien mittaiseksi, samalla kun sen hajaspektrin dopplerhajonta levenee verrattuna alempana, korkeamman ilmanpaineen ionien purkausnopeutta rajoittavassa ympäristössä tapahtuviin hitaampiin ja lyhytaikaisempiin EDS-heijastuksia aiheuttaviin sähkönpurkauksiin.
Viistoviiva kuvan aikaleiman 05.05 SA kohdalla on lentsikkadoppleri. Spektrinauhojen aikaleimat ovat Suomen aikaa.
Sähkönpurkausheijastuksia (EDS, Electric Discharge Scatter) näkyy 6m TV-bandilla moninaisissa muodoissa, ja monilta eri ilmansuunnilta, koska OIRT1-TV-kanavalla on lukuisia TV-lähettimiä kullekin luonteenomaisine kantoaaltoineen ja sivunauhoineen, joita yläilmakehässä ionosfäärisalamina leimahtelevien suurjännitteisten ilmasähkönpurkausten lyhytaikaisesti johtaviksi kuumentamat elektrosfäärin ioni- ja plasmapilvet heijastavat vastaanottimiimme. Tässä lähes perättäisiä esimerkkejä näistä tavallisista EDS-heijastuksista HDSDR-softan äänitaajuusikkunaan suurennettuina Nyandoman TV-lähettimen taajuudella, itään katsovalla 2x6-elementtisellä 50 MHz vaakajagilla hamssivastaanottimen välitaajuuden kautta RTL-tikkuradiolla R820T kopitettuina. Aikaleimat ovat Suomen aikaa. Äänitaajuusikkunan vaaka-asteikko on hertsejä (Hz).
Yläkuvassa näkyy tavanomainen perättäinen hajaspektri-EDS-sarja. Alakuvissa näkyy yhdistelmä leveämpää hajaspektriä, sekä jaksollisia kapeita TV-sivunauhoja, joista jälkimmäiset ovat ilmeisesti dopplersiirtymän seurauksena piirtyneet hieman viistoina. Sivunauhojen dopplersiirtymä on aivan liian kapea ja hidas meteoriheijastukseksi, joten tämä pieni taajuussiirtymä on mahdollisesti on syntynyt yläilmoissa pystysuunnassa leimahtavan sähkönpurkauksen melko hitaan siirtymäliikkeen aiheuttamana dopplerina. Koska sivunauhaheijastuksen dopplersiirtymä osoittaa laskevaa taajuutta, niin tämä sähkönpurkaus lienee syntyessään ja edetessään leimahtanut alhaalta ylöspäin, jolloin sen kautta heijastuneen radioaallon kulkema matka (bistatic distance)kasvaa.
Sivunauhojen sähkönpurkausheijastuksen hajaspektri on kapea, mikä viittaa suhteellisen korkeaan ilmanpaineeseen, eli sivunauhaheijastuksen aiheuttanut sähkönpurkaus lienee syntynyt ilmakehässä matalammalla korkeudella verrattuna kuvien leveämpiä hajaspektrejä aiheuttaneisiin staattisiin ilmasähkönpurkauksiin.
