Forekomsten og intensiteten av nordlyset i relasjon til andre geofysiske/ionosfæriske fenomener

Lysutsendelsen er en viktig side av nordlysproblemet. Den har gitt opphav til navnet, og er jo også uten tvil det mest iøynefallende. Men nordlysfenomenet er langt mer omfattende. Lyset er sluttresultatet av mange forskjellige fysiske prosesser som griper inn i hverandre. Det er derfor mulig å få kunnskap og informasjon om nordlyset indirekte via observasjoner av andre fenomener. I det følgende skal vi nevne noen slike.

Kompassnålens variasjoner i forbindelse med nordlys ble oppdaget for snart 250 år siden. Samtidige observasjoner på flere steder langs nordlyssonen har vist at magnetfeltvariasjonene kan strekke seg over store avstander. En god statistisk sammenheng mellom nordlysforekomsten og variasjonene i det jordmagnetiske feltet ble påvist for lenge siden. Birkeland forklarte dette ved elektriske strømmer i ionosfæren (i E-laget). De samme partikler som tenner luften fører også til intense elektriske strømmer i høydeintervallet mellom 100-150 km. Disse strømmene er kilden til de magnetiske forstyrrelsene på jordoverflaten (kapittel 7).

Hvis en strømførende ledning blir lagt i nærheten av et kompass, vil nålen gjøre et utslag. Hvilken vei nålen slår ut, avhenger av strømretningen. En kan, når avstanden mellom magnetnålen og strømlederen er kjent, beregne strømstyrken i ledningen. Et lignende forhold finnes mellom nordlysstrømmen og jordens magnetfelt. Retningen og styrken av den magnetiske forstyrrelse kan gi opplysninger om retningen og styrken av den elektriske strømmen. Variasjonen i magnetfeltet kan være store i korte tidsrom, under såkalte magnetiske stormer.

Hvordan nordlysovalen flytter seg med den magnetiske aktivitet er illustrert i figur 8.12. Det er også et samband mellom bevegelsene av nordlysformene og strømsystemet i E-laget. Den fysiske sammenhengen mellom disse to fenomenene er diskutert i kapittel 7.

Radiobølger kan utbre seg over store avstander takket være refleksjon/spredning fra nordlys. Dette kalles radionordlys eller nordlysekko. Det er radiobølger i frekvensområdet 50-1000 MHz (dvs. bølger i FM- og Tv-området) som på denne måten reflekteres av nordlyset. Via nordlys kan radiobølger utbre seg over mye større avstander enn ved regulær utbredelse. Nordlys kan derfor, under bestemte forhold, spre tilbake radiobølger som ellers ville fortsatt rett ut i verdensrommet.

Den fysikalske årsak er at nordlyspartiklene også fører til økt elektrisk konduktivitet normalt på magnetfeltet i nordlyshøyden og disse irregularitetene påvirker bølgene. Fra radarobservasjoner får en informasjon om forekomsten og avstanden til radionordlyset, også på dagtid.

Nordlyspartiklene kan også produsere radiobølger som kan oppfanges nede på jorden med spesielt følsomme mottakere. En del av disse bølgene befinner seg i det frekvensområdet som kan oppfattes av det menneskelige øret, slik at en kan lytte til signalene ved hjelp av radio. Det forbausende er at mye av det en kan høre, og som altså produseres av elektrisk ladde partikler i det nære verdensrom, har en slags musikalsk karakter. Det har virkelig vært spekulert på om de er sendt ut av intelligente vesener på andre planeter. I dette tilfellet er det partikkelstrålingen som produserer nordlyset, som også er komponisten. En spesiell type av denne "kosmiske musikken" kalles nordlyshiss. Den består av et relativt homogent frekvensbånd som kan variere fra noen få til flere titalls kHz. I tillegg til hiss er det et meget stort antall forskjellige signaler. De kalles ELF/VLF-emisjoner (diskrete eller bredbånd). Også ved å studere disse nordlysradiobølgene kan en få kunnskaper om jordens kosmiske nærmiljø.