Open Access

Steven Golden

• Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur Messung der Absorption der TM0-Mode im atmosphärischen Wellenleiter entwickelt, das auf der Bestimmung des Amplitudenabfalls von durch Blitze generierten ELF-Impulsen beruht. Eine Anwendung des Verfahrens setzt die simultane Messungen der ELF-Impulse an verschiedenen Stationen voraus. Im Sommer 1998 wurde im Rahmen der Spritekampagne'98 ein geeigneter Datensatz an drei Stationen im Westen Nordamerikas gewonnen. Bislang wurde ein Teil dieses Datensatzes herangezogen, um das Messverfahren zu testen und mit Ergebnissen aus einer anderen Quelle zu vergleichen. Diese Tests waren erfolgreich und die Ergebnisse von Hughes und Gallenberger [10] konnten reproduziert werden. Die Stationen wurden mit Induktionsspulen-Magnetometern vom Typ Metronix MFS05 im HF-Modus betrieben. Die für die Instrumentenkorrektur erforderlichen Übertragungsfunktionen der Magnetometer waren vorab nur für den LF-Modus mit Vertrauen erweckender Sicherheit bekannt. Dies machte eine Nachkalibrierung der Magnetometer erforderlich, bei der zunächst versucht wurde, die bekannte LF-Übertragungsfunktion zu reproduzieren. Dazu wurde die Einspeisung einer Rechteckschwingung in den Kalibriereingang des MFS05-Magnetometers verwendet. Bei 5 von 6 verwendeten Magnetometern ließ sich die Übertragungsfunktion für den LF-Modus reproduzieren. Bei einem traten jedoch deutliche Abweichungen auf, die sich auch bei anderen Messungen reproduzieren ließen. Die Übertragungsfunktion des Magnetometers hat sich also seit der letzten Kalibrierung durch den Hersteller verändert. Erst durch diese Nachkalibrierung ist es möglich geworden, diese Veränderung in Instrumentenkorrekturen einzubringen. Nachdem im LF-Modus gezeigt war, dass die verwendete Kalibrierungsmethode funktioniert wurde sie auch für den HF-Modus angewandt. Neben der Kalibrierung durch Einspeisung eines synthetischen Signals wurden auch Kalibrierungen unter Ausnutzung der natürlichen Anregung durchgeführt. Diese dienten in erster Linie einem Vergleich verschiedener Messgeräte: Den beiden Datenloggern SPAM MkIII und Quanterra QT4120 sowie den bei- den Magnetometern Metronix MFS05 und EMI BF-4. Der QT4120-Datenlogger wurde ursprünglich nicht zum Anschluss von Magnetometern konzipiert und benötigte dazu eine separate Adaptereinheit. Eine solche Adaptereinheit (kurz "Adapterbox") wurde im Rahmen dieser Arbeit konzipiert und gemeinsam mit der am Institut angestellten Elektronikerin Vera Fischer implementiert. Die Messergebnisse der Kalibrierungen mit natürlicher Anregung wurden so gedeutet, dass der SPAM MkIII-Datenlogger und das MFS05-Magnetometer gegenüber dem Quanterra QT4120-Datenlogger und dem EMI BF-4-Magnetometer einen geringeren Rauschpegel im ELF-Bereich aufweisen. Dies muss nicht für Frequenzen unterhalb des ELF-Bereichs gelten - dort wurden keine Untersuchungen angestellt.