Świder
Obserwatorium Geofizyczne im. Stanisława Kalinowskiego
ul. Brzozowa 2
05-402 Otwock
Tel. +48 22 7793629
e-mail: swider@igf.edu.pl
Współrzędne geograficzne
52°07' N, 21°14' E
Pracownicy
- Dr inż. Marek Kubicki - KIEROWNIK
- Dr Daniel Kępski - adiunkt
- Mgr Alicja Piłacik- geofizyk, meteorolog
- Pan Stanisław Bania - pracownik techniczny
Obserwacje elektryczności atmosfery
Obecnie w Obserwatorium Geofizycznym w Świdrze prowadzone są głównie prace związane z elektrycznością dolnej atmosfery. Rejestrowane są w sposób ciągły następujące parametry elektryczności atmosfery:
- dodatnie i ujemne elektryczne przewodnictwo powietrza
- natężenie pola elektrycznego
- gęstość prądu pionowego
Wykonywane są również kompleksowe pomiary meteorologiczne, zanieczyszczeń gazowych, aerozolowych i radioaktywnych powietrza. Elektryczne przewodnictwo powietrza mierzone jest standardowym układem Gerdiena, koncentracja jonów lekkich licznikiem jonów, natężenie pola elektrycznego mierzone jest radioaktywnym układem kolektorowym a gęstość ładunku metodą filtru Obolanskiego. Koncentracja aerozolu w zakresie od 3nm do 3µm wyznaczana jest licznikiem fotoelektrycznym oraz kondensacyjnym licznikiem CPC 3025 firmy TSI. Metoda pomiaru radioaktywności powietrza polega na analizie spektrometrem germanowym radionuklidów zdeponowanych na filtrze Petrianowa przez okres jednego tygodnia.
40 letnia seria pomiarowa zarejestrowana w Obserwatorium Geofizycznym w Świdrze pozwala na badanie globalnego obwodu elektrycznego oraz procesów w nim zachodzących. Zebrane dane umożliwiają weryfikacje modeli matematycznych globalnego obwodu elektrycznego w skali wieloletniej. Analiza serii wieloletniej natężenia pola elektrycznego w latach 1960 – 2000 wykazała wzrost natężenia pola elektrycznego oraz spadek elektrycznego przewodnictwa powietrza, a wolnozmienna składowa elektrycznego przewodnictwa powietrza pokrywa się z 11-letnim cyklem zmian promieniowania kosmicznego. Zależność to jest szczególnie widoczna gdy koncentracja aerozolu jest stała w czasie. Analiza to potwierdza przypuszczenie, że w lądowych stacjach elektryczności atmosfery, w których koncentracja aerozolu modyfikuje parametry elektryczności atmosfery, możliwe jest wyodrębnienie czynnika globalnego.
Badania elektryczności atmosfery w StacjACH PolarnYCH
Od 1986 pomiary natężenia pola elektrycznego prowadzone są również w Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie. Wykorzystuje się do tego celu radioaktywny układ kolektorowy oraz układ dynamiczny sensor dipolowy. Położenie geograficzne Stacji Polarnej, która może znajdować się pod rożnymi rejonami magnetosfery i jonosfery w zależności od lokalnego czasu pozwala na rejestracje pola elektrycznego i magnetycznego w czasie: burz i subburz magnetycznych, dopływu wysokoenergetycznych cząstek ze Słońca, zmian promieniowania kosmicznego, fluktuacji między-planetarnego pola magnetycznego. Dotychczasowa analiza wybranych przypadków uwidoczniła pewne zależności pomiędzy polem magnetycznym i elektrycznym , ale tylko w czasie dużej aktywności magnetycznej.
Od 2013 roku pomiary pola elektrycznego prowadzone są rónież w Polskiej Stacji Antarktycznej im. Henryka Arctowskiego.
Realizowane projekty
Przebiegi dobowe natężenia pola elektrycznego Ziemi zarejestrowane w Polskiej Stacji Polarnej Hornsund (PSP), której operatorem jest Instytut Geofizyki PAN w Warszawie, w Polskiej Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego w Szetlandach Południowych, której operatorem jest Instytut Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie oraz przebiegi dobowe natężenia pola elektrycznego, dodatniego i ujemnego elektrycznego przewodnictwa powietrza, gęstości prądu jonosfera-ziemia zarejestrowane w Obserwatorium Geofizycznym Instytutu Geofizyki PAN w Świdrze koło Warszawy, znajdują się w bazie danych http://rtswi.igf.edu.pl. Zostały one zmierzone w latach 2011-2014 i dołączone do istniejącej bazy danych Elektryczności Atmosfery w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki, NCN-2011/01/B/ST10/07118 .
W celu ich pobrania należy skontaktować się z dr Markiem Kubickim, e-mail: swider@igf.edu.pl.
Działalność dydaktyczna
Obserwatorium Geofizyczne w Świdrze jest chętnie odwiedzane przez uczniów okolicznych szkół. Uczniowie mają możliwość zapoznania się z badaniami współczesnych pól fizycznych - pola elektrycznego i magnetycznego, a także szeroko pojętymi strefami klimatycznymi Ziemi.
Obserwatorium bierze także udział w Projekcie EDUSCIENCE. Podczas bezpośrednich relacji z Obserwatorium, lekcji online oraz wycieczek dydaktycznych uczestnicy Projektu poznają historię wybranych badań geofizycznych, w szczególności dotyczącą powstania pierwszego na Ziemiach Polskich Obserwatorium Magnetycznego w Świdrze. Pracownicy Obserwatorium zaprezentują współczesną i historyczną aparaturę pomiarową oraz omówią podstawowe zjawiska dotyczące atmosfery i meteorologii.
Historia Obserwatorium
Historia powstania Obserwatorium Geofizycznego w Świdrze związana jest z międzynarodowym programem wyznaczania map magnetycznych poszczególnych krajów. Program ten powstał na początku XIX wieku z inicjatywy L.A Bauera, kierownika Departamentu Magnetyzmu Ziemskiego Instytutu Carnegie w Waszyngtonie. W Polsce, która w ówczesnym czasie była pod zaborami wyzwanie to podjął Stanisław Kalinowski, kierownik Pracowni Fizycznej Muzeum Przemysłu i Rolnictwa w Warszawie.
W 1911 roku wystosował on list pt: ”w pilnej sprawie naukowej” wzywający społeczeństwo polskie do zebrania środków pieniężnych, koniecznych do wybudowania i wyposażenia instrumentalnego obserwatorium. Stanisław Kalinowski traktował ideę powstania obserwatorium jako sprawę naukową oraz patriotyczną. Apel spotkał się z szerokim odzewem, a zebrane środki od ofiarodawców pozwoliły w pierwszej fazie na zakup ziemi pod budowę obserwatorium, które miało powstać w Świdrze pod Warszawą.
W 1914 roku rozpoczęto prace budowlane. Budynki obserwacyjne wzorowane były na pawilonach magnetycznych w Obserwatorium w Poczdamie. Zakupiono również z zebranych funduszy instrumentarium tj. trzy wariometry firmy Cambrige Scient., oraz zestaw wariometrów i aparat rejestrujący niemieckiej firmy Toepfler und Sohn. Budowę obserwatorium ukończono wiosną 1915 roku. W ten sposób powstało pierwsze obserwatorium magnetyczne na Ziemiach Polskich, w którym rozpoczęto ciągle pomiary natężenia pola magnetycznego Ziemi.
Stopniowo w obserwatorium uruchamiane były inne pomiary geofizyczne: elektryczności atmosfery w tym badania pioruna i prądu z ostrza, meteorologii, zanieczyszczeń powietrza, tła promieniowania gamma.
