Whistlers

whistlers In geofisica, segnali elettromagnetici presenti nell’atmosfera terrestre, caratterizzati da bassissima frequenza (da qualche decina di hertz a qualche kilohertz, ed eccezionalmente sino a 10-15 kHz) e da un’abbastanza rapida diminuzione della loro frequenza (tipicamente, da 6-8 kHz a poche centinaia di hertz in 1-3 s; fig. 1); si tratta di onde elettromagnetiche che si originano in scariche elettriche atmosferiche e si propagano da un punto all’altro della superficie terrestre seguendo linee di forza del campo geomagnetico e quindi traiettorie che penetrano più o meno profondamente nello spazio circumterrestre, sino a distanze dell’ordine di qualche raggio terrestre; dallo studio delle loro caratteristiche possono essere ricavate informazioni sulle densità elettroniche nella parte più alta dell’atmosfera della Terra.

fig. 1A

fig. 2

I w. sono stati rivelati per la prima volta sul finire dell’Ottocento sotto forma di sibili di tonalità variabile in impianti telefonici. Le prime ricerche sperimentali sistematiche furono avviate, intorno al 1919, da H. Barkhausen, il quale riconobbe nella caratteristica variazione della frequenza dei w. un effetto della dispersione subita lungo l’estesissima traiettoria, per cui di norma giungono assai prima le componenti di relativamente alta frequenza del segnale complesso associato a una scarica temporalesca lontana. Le osservazioni mostrano che i w. registrati in una determinata località si presentano come appartenenti all’una o all’altra di due principali categorie. Nella prima di queste si classificano w. che sono preceduti, all’istante del tempo origine, da un atmosferico e che hanno una durata e una dispersione relativamente grande, prendendo perciò il nome di w. lunghi (fig. 1A); si tratta di w. che traggono la loro origine dall’irraggiamento elettromagnetico a largo spettro associato a un fulmine scoccato in prossimità della stazione di osservazione O (fig. 2); le componenti di relativamente bassa frequenza sono incanalate dal campo magnetico terrestre e si propagano sino a raggiungere il punto O′ della superficie terrestre magneticamente coniugato di O e poi, per retrodiffusione da parte del suolo in O′, percorrono lo stesso tragitto (a) in senso inverso, ritornando in O. Alla seconda categoria, detta dei w. corti, appartengono segnali non preceduti da atmosferici e caratterizzati da una minore durata e da una minore dispersione rispetto ai precedenti w. lunghi; si tratta di w. che, come mostra schematicamente la fig. 2, si originano all’incirca nel punto magneticamente coniugato della località di osservazione, percorrendo quindi una sola volta, e non due, la linea di forza geomagnetica (b) che congiunge la località di osservazione con il punto della Terra magneticamente coniugato con essa.