SúperDIOSO

La Super Dual Auroral Radar Network ( SuperDARN ) es una red internacional de radares científicos ^{[ 1 ] [ 2 ]} que consta de 41 ^{[ 3 ]} radares de alta frecuencia (HF) ubicados en los hemisferios norte y sur. Los radares SuperDARN se utilizan principalmente para mapear la convección de plasma de alta latitud en la región F de la ionosfera , pero también se utilizan para estudiar una gama más amplia de fenómenos geoespaciales , incluyendo corrientes alineadas con el campo , reconexión magnética , tormentas y subtormentas geomagnéticas , ondas MHD magnetosféricas , vientos mesosféricos a través de estelas de ionización de meteoros y asimetrías de convección de plasma interhemisféricas. ^{[ 2 ]}

La colaboración SuperDARN está compuesta por radares operados por JHU/APL , Virginia Tech , Dartmouth College , el Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska Fairbanks , el Instituto de Estudios Espaciales y Atmosféricos de la Universidad de Saskatchewan , la Universidad de Leicester , la Universidad de Lancaster , la Universidad de La Trobe , el Laboratorio del Entorno Solar-Terrestre de la Universidad de Nagoya , el British Antarctic Survey y el Instituto de Astrofísica Espacial y Planetología (INAF-IAPS Italia).

En las décadas de 1970 y 1980, los radares de dispersión coherente de muy alta frecuencia (VHF) del Experimento de Radar Auroral Gemelo Escandinavo (STARE) se utilizaron para estudiar las irregularidades ionosféricas de la región E alineadas con el campo magnético. Mediante dos radares con campos de visión superpuestos, fue posible determinar el vector de velocidad bidimensional del flujo de plasma ionosférico de la región E. ^{[ 2 ]} Sin embargo, las irregularidades solo se observaron cuando el vector de onda del radar era perpendicular al campo magnético en la región de dispersión.

Esto implicaba un problema al operar en VHF, ya que las frecuencias VHF no permiten una refracción significativa del vector de onda del radar transmitido; por lo tanto, el requisito de perpendicularidad no se podía cumplir fácilmente en latitudes altas. Sin embargo, en frecuencias HF, la refracción del vector de onda del radar es mayor, lo que permite cumplir el requisito de perpendicularidad en latitudes altas. La refracción de las ondas de radio en la ionosfera es un fenómeno no lineal complejo regido por la ecuación de Appleton-Hartree .

En 1983, un radar HF de haz orientable con 16 antenas logarítmicas periódicas comenzó a operar en Goose Bay, Labrador, Canadá. ^{[ 1 ]} La comparación de las mediciones de la velocidad del plasma ionosférico de la región F del radar de Goose Bay con el radar de dispersión incoherente de Sondestrom reveló que el radar de Goose Bay era capaz de medir la velocidad de convección del plasma de la región F. En 1988, se construyó un radar magnéticamente conjugado en la Antártida, en la Estación de Investigación Halley, como parte del Experimento Conjugado Anglo-Americano Polar (PACE). PACE proporcionó estudios conjugados simultáneos de fenómenos ionosféricos y magnetosféricos. ^{[ 2 ]}

A partir de PACE, que solo pudo determinar un único componente de la velocidad ionosférica bidimensional, se hizo evidente que determinar dicha velocidad sería ventajoso. La combinación de las mediciones de velocidad de Goose Bay con un segundo radar de dispersión coherente en Schefferville en 1989 permitió determinar en dos dimensiones la velocidad ionosférica de la región F.

Este trabajo dio lugar a SuperDARN, una red de radares HF con pares de radares cuyos campos de visión se superponen. Esta disposición permitió determinar la velocidad de convección del plasma ionosférico en 2D. Debido al avance de los modelos de asimilación de datos, los radares añadidos recientemente a la red no necesariamente tienen campos de visión superpuestos. Utilizando datos de todos los radares SuperDARN del hemisferio norte o sur,  se puede determinar un patrón de convección del plasma ionosférico: un mapa de la velocidad del plasma en latitudes altas a altitudes de la región F (300 km). ^{[ 2 ]}

Los radares SuperDARN operan en la banda HF entre 8,0 MHz (37 m) y 22,0 MHz (14 m). ^{[ 2 ]} En el modo de operación estándar, cada radar escanea a través de 16 haces con una separación azimutal de ~3,24°, y un escaneo tarda 1 minuto en completarse (~3 segundos de integración por haz).      

Cada haz se divide en 75 (o 100) compuertas de alcance, cada una a 45  km de distancia, por lo que en cada escaneo completo, cada radar cubre 52° en azimut y más de 3000  km en alcance; un área que abarca el orden de 1 millón de kilómetros cuadrados.

Los radares miden la velocidad Doppler (y otras características relacionadas) de las irregularidades de la densidad del plasma en la ionosfera.

Desde que Linux se popularizó, se ha convertido en el sistema operativo predeterminado para la red SuperDARN. El sistema operativo (superdarn-ros.3.6) actualmente tiene licencia LGPL .

La siguiente es una lista de sitios SuperDARN, basada en una lista mantenida por la Facultad de Ingeniería de Virginia Tech . ^{[ 5 ]}

En 2009, se puso en marcha un proyecto de expansión para extender la red a las latitudes medias, incluyendo la adición de sitios en Hays, Kansas (cerca de la Universidad Estatal de Fort Hays ), Oregón y las Azores , con el fin de apoyar el mapeo fuera de las regiones aurorales durante grandes tormentas magnéticas . ^{[ 6 ]}

 Desmantelado

* : Parte del Experimento de Radar Auroral del Hemisferio Sur

Hemisferio Norte

• Debido a que la red SuperDARN se desarrolló en Occidente durante la última etapa de la Guerra Fría, la cobertura de las regiones árticas de Rusia es deficiente.
• Si bien no faltan posibles emplazamientos para cubrir las regiones árticas de Rusia desde el norte de Europa y Alaska, la cobertura probablemente no sería de alta calidad.
• Aunque las universidades rusas han colaborado con la Universidad de Leicester y han instalado un radar de alta frecuencia en Siberia, los problemas de financiación nacional han limitado las operaciones del radar.
• El Instituto de Investigación Polar de China ha extendido la cobertura de latitudes medias, bautizando la extensión de SuperDARN como "AgileDARN" ^{[ 7 ].}

hemisferio sur

• Si bien la Antártida está razonablemente bien cubierta, las regiones subantárticas no tienen una cobertura uniforme debido a la gran extensión del océano.
• La interoperabilidad del software de visualización en tiempo real de la máquina virtual Java (donde ambos polos pudieran observarse simultáneamente) aún está en desarrollo.

Cada año, la comunidad científica de SuperDARN se reúne para debatir sobre la ciencia, las operaciones, el hardware, el software y otros temas relacionados con SuperDARN. Tradicionalmente, este taller ha sido organizado por uno de los grupos de investigadores principales de SuperDARN, a menudo en su institución de origen o en otro lugar, como un sitio cercano a una instalación de radar. A continuación, se presenta una lista de las ubicaciones de los talleres de SuperDARN y sus instituciones anfitrionas:

Artículos de investigación relacionados con SuperDARN y tecnologías afines.

• Operaciones de doble pulso con SuperDARN
• El radar TIGER, una extensión de SuperDARN

Visualización en tiempo real del radar SuperDarn

• Visualización de un applet Java en tiempo real. Archivado el 15 de agosto de 2012 en Wayback Machine (Ártico norteamericano).

Aquí debería figurar cada universidad participante. Dado que se trata de sitios de investigación en curso, estos enlaces están sujetos a cambios.

Estaciones del hemisferio norte

• Canadá  : SuperDARN en la Universidad de Saskatchewan
• EE. UU  .: SuperDARN archivado el 2 de febrero de 2021 en la Wayback Machine del Instituto Geofísico de la Universidad de Alaska.
• EE. UU  .: SuperDARN en Virginia Tech
• EE. UU  .: SuperDARN en Dartmouth College en New Hampshire
• Reino Unido  : SuperDARN Reino Unido

Estaciones del hemisferio sur

• Australia  : SuperDARN Tiger en la Universidad La Trobe
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