Automatische Detektion von Meteor Scatter Spektrogrammen

speul

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Meinst Du jetzt die allgemeine Aktivität oder die QUA?
Aber vielleicht liegts auch an der Uhrzeit, daß ich es nicht mehr einordnen kann
 

Wilm-52

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Guten Tag,
ich mache später einen neuen Thread dazu auf.

Einen schönen Sonntag wünsche ich,
viele Grüße,
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Guten Tag,
eigentlich wollte ich ja einen neuen Thread aufmachen, aber ich bin noch zu keinem Ergebnis gekommen, warum die Ausbeute kontinuierlich abnimmt. Im Moment habe ich die Ionosphäre in Verdacht, dass sie nun im Winter mehr Echos herausknabbert als zu Zeiten, wenn die Sonne höher steht.

Im ersten Bild ist zu beachten, dass die Antenne am 12. Januar nachjustiert wurde.

Das zweite Bild zeigt den Tagesgang von gestern (bis 23h), dem 23. Januar, mit Weltraumwetter.

Das dritte Bild zeigt die Frequenz 18.3 kHz (die rote Spur aus dem 2. Bild) über die letzten 6 1/2 Tage.

Viele Grüße,
Wilhelm
 

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speul

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Moin Wilhelm,
ich glaube da suchst Du mal wieder zu kompliziert.
Das ist der normale Jahresgang der Meteore, sowohl visuell als auch Radio, da wird im Februar ein Minimum erreicht, siehe auch Bild (aus: IMO Handbook for Meteor Observers, Rendtel J/Arlt R 2014)
 

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Wilm-52

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Hallo Ulrich,
danke für die Info. Das obere ist ein sehr interessantes Diagramm.
Es sind ja mehrere Maxima und Minima zu sehen. Meiner Meinung nach sind dort mindestens zwei Effekte überlagert. Ich erwarte eigentlich, dass der Jahresgang der Ionosphäre eine Rolle dabei spielt, was zu untersuchen ist.

Ob ich zu kompliziert suche weis ich nicht, aber sehr genau bin ich schon.
Meteore gab es auch noch.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

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speul

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Moin
Meiner Meinung nach sind dort mindestens zwei Effekte überlagert. Ich erwarte eigentlich, dass der Jahresgang der Ionosphäre eine Rolle dabei spielt, was zu untersuchen ist.
das mag sicherlich richtig sein. Dabei ist aber auch zu beachten, daß auch die sporadischen Meteore nicht ganz zufällig im Weltraum verteilt sind.
Da sind dann solche Quellen wie die Helion-Quelle, die Apex-Quelle, die etwas bekanntere Anthelion-Quelle und die nördliche (bzw. südliche) Toroidalquelle zu berücksichtigen!
Da der Apex im laufe des Jahres z.B. unterschiedliche Höhen über dem Horizont hat bringt das schon mal einen nicht zu unterschätzenden Effekt. Dto. die anderen Quellen.
(Bildquelle wie oben)
 

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Wilm-52

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Danke noch mal für die Info. Ich werde das im Hinterkopf behalten.
Das hoch symmetrische Bild (der südliche Teil fehlt ja) erinnert mich an Nebensonnen mit Halo.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

Wilm-52

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Ich meinte nicht die Sonne wörtlich, sondern dass ein ähnlicher Effekt dieses Bild produziert hat; ein opto elektrischer Effekt oder so etwas in der Art.
 

Wilm-52

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Kleines Update:
Die automatische Aufzeichnung läuft nun seit ungefähr einem viertel Jahr sehr stabil. Über die Art der Darstellung muss ich mir noch Gedanken machen.
Die Originalliteratur zu dem Bild in Ulrichs Beitrag #64 ist ein Paper von
M. D. Campbell-Brown and J. Jones
Mon. Not. R. Astron. Soc. 367, 709–716 (2006)


Den jährlichen Verlauf findet ihr in Figure 7.
(Activity of all sporadic sources as measured at 29 MHz, 2002–2005.)
Dort gibt es auch eine Skala in Monaten. Nach dem Diagramm sollte die sporadische Aktivität von nun an bis Mai wieder steigen.
Allerdings sind die Daten dort mit dem Canadian Meteor Orbit Radar auf 29.85 Mhz gemessen, während meine Daten von GRAVES auf 144 MHz stammen.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

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particle_gun

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Sehr cool! Du könntest es zum Beispiel mit Plotly darstellen, dort könnte man auch nach Monat selektieren:


Beispiel:

Du kannst einfach die Daten kopieren oder hochladen.

Gruß
 

Wilm-52

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Hallo Stefanie,
vielen Dank für den Link. Ich werde mich damit beschäftigen. Die Ausbreitung der Langwellen logge ich ja auch noch, so dass später einiges auszuwerten ist.

Folgendes interessiert mich gerade:
• Verlauf der sporadischen Meteorechos und natürlich der Verlauf der Ströme.
• Welchen Einfluss haben Überreichweiten?
• Verursacht die Ionosphäre die Einbrüche im Histogramm?
• Beeinflussen SIDs die Meteorechos?

SIDs sind im Moment etwas rar. Da aber die Tage länger werden, steigt auch die Wahrscheinlichkeit, einen zu erwischen. Der letzte ist vom 14. Februar.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Guten Tag.
Die automatische Auswertung ist auch sehr hilfreich beim Aufspüren von dicken Signalen. Die fallen einem beim Auswerten sofort auf, so wie gerade eben.
Viele Grüße,
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Dankeschön!
Stefanie, im Moment gibt es reichlich SIDs. Die Kollegen machen das mit der Soundkarte. Vielleicht ist das etwas für dich?

Meteormäßig sah es heute fast so aus wie gestern…
Viele Grüße,
Wilhelm
 

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particle_gun

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Ziemlich cool :y: Ich bin gerade dabei ein Sonnenteleskop Setup aufzubauen, wahrscheinlich kommt später noch dann was in Richtung SIDs dazu, würde das ganze abrunden. Muss mich mal bezüglich der Soundkarte belesen, klingt spannend (hast du einen Link?).

Mir kam auch der Gedanke der Vorhersage, scheint ja erfolgreich zu funktionieren:
 

Wilm-52

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Wilm-52

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Guten Tag,
hier ist eine neue Version des Simulators.
Aus Beobachtungen und aus Stellarium sind die sporadischen Echos, der Lyridenstrom und die Radianthöhe erfasst.

Größen und Faktoren müssen nun angepasst werden.
Folgende Punkte sind mir dazu noch nicht ganz klar:

Wie ist das Verhältnis der Partikelgrößen der Lyriden im Vergleich zu den sporadischen Meteoren?
Sind die Partikel doppelt so groß wie bei den Sporadischen?

Offenbar muss ich nun vor der Summenbildung den Strom mit der Radianthöhe und dem Tagesgang der Sporadischen multiplizieren, oder?
Viele Grüße
Wilhelm
 

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speul

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und hier habe ich auch noch was:
Mass distribution indices of sporadic meteors using radar data

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 412(3):2033 - 2039

DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.18038.x

The mass distribution index of sporadic meteors and the indices of specific sporadic sources have been measured using data from 2007 to 2010 from the Canadian Meteor Orbit Radar. Single-station data from the 29.85-MHz system were used and the trends throughout the year are examined. We find that the average values for the sources are approximately equal, but the annual variation of each source is unique. We find that the overall average sporadic mass index is 2.17 ± 0.07, less than the frequently cited 2.34.



Mass Indices of Meteoric Bodies: I. Formation Model of Meteoroid Streams

B. M. Shustov & R. V. Zolotarev

Astronomy Reports volume 66, pages179–189 (2022)

It is known from observations that the mass spectra of meteoric bodies (meteoroids) that cause the phenomena of sporadic meteors and bodies in meteor showers are close in differential form to dNM–s dM, while the mass index s ≈ 2 for sporadic meteors and s < 2 (1.5−1.8) for meteor showers. We have analyzed the causes of this difference. We assume that the value of the index s ≈ 2 implies the randomness of the meteoroid stream formation both as a result of the decay of comets and of collisions of asteroids and larger meteoroids. The deviation of the index from 2 is due to the influence of the further evolution of meteoroid streams. This study considers the formulation of the first part of the problem of the evolution of the mass spectrum of bodies in meteoroid streams
 

Wilm-52

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Hallo Ulrich,
vielen Dank fürs heraussuchen. In erster Näherung kann ich dann den Größenunterschied der Partikel vernachlässigen.
Das Programm läuft im Moment noch nicht. Lesen und drüber schlafen hilft meistens.
Viele Grüße
Wilhelm
 

Gonzo1

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Moin Wilhelm,
hilft es dir Bilder von Meteor-Ereignissen zu bekommen (siehe Fireball im Anhang, außerhalb der großen Ströme aufgenommen) ?
Meine Meteorkamera ist bei klaren Nächten immer aktiv.
 

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Wilm-52

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Hallo Richard,
das Bild hilft mir sehr, weil es ein schönes Bild ist und ich mich daran erfreue.
Im Moment versuche ich mein Simulationsprogramm zum laufen zu bringen. Da gehen später nur GRAVES Echos und und die Radianthöhen ein.
Gute Nacht wünsche ich
Wilhelm
 

Wilm-52

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Guten Tag.
Zur Simulation gibt es hier erste Versuche.

Hier möchte ich mit den Verläufen von drei Radianthöhen einen Tagesgang der Meteore untersuchen:

Die Daten des 11. Mai zeigen einen interessanten Verlauf, s. Bilder. Daher habe ich die Radianthöhen der zur Zeit aktiven Ströme geplottet, um herauszufinden, woher die Schultern b.z.w. Peaks a, b und c kommen. Die roten Punkte repräsentieren den Sinus der Radianthöhe der Anthelion (ANT) im Bild 1. Im Bild 2 sind es die Eta Lyriden (ELY) und im Bild 3 sind es die Eta Aquariiden (ETA).
Das Ergebnis:
Die Schulter an der gelben Spur am Punkt a passt gut zu den ANT, das kleine Maximum b passt gut zu ELY und das Maximum c passt gut zu ETA.
Die Bande b stammt vermutlich von den Eta-Lyriden. In c fallen der normale Tagesgang und der Peak der Eta-Aquariiden zusammen, erkennbar an dem teilweise spitzen Verlauf.

Es steckt eine Menge Interessantes drin in den Meteoren, finde ich...
Viele Grüße
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Guten Tag.
Langsam wird es spannend:
Ende Mai erwarten mehrere Experten eine erhöhte Aktivität des Meteorstroms Tau-Herkuliden (061 TAH).
Bei den TAH handelt es sich um Reste des Kometen 73P/Schwassmann-Wachmann. Vor einigen Jahren ist der Kern zerbrochen, sodass vielleicht mehrere Ausbrüche beobachtbar sein werden. Beim erwartete Maximum am 31. Mai um 5 Uhr UTC ist der Radiant allerdings gerade wieder unter den Horizont abgetaucht.

Anbei noch ein kleines Update:
Das erste Bild zeigt den Verlauf der letzten Tage. Besonders interessant finde ich den Schlenker um Mitternacht in der gelben Spur. Vermutlich sind es die Anthelions (ANT), dessen Radiant von ungefähr 21 Uhr bis 3 Uhr UTC über den Horizont schaut.

Bild 2 zeigt eine neue, gerade fertig gepuzzelte X-Quad 2m Antenne. Nun logge ich GRAVES mit zwei Antennen: Die X-Quad ist linksdrehend verschaltet, meine alte Kreuzyagi ist rechtsdrehend polarisiert verschaltet.
Die letzten beiden Bilder zeigen als Beispiel eine zeitgleiche Aufnahme mit beiden Antennen. Bei der linksdrehenden X-Quad ist Signal 1 etwas stärker als bei der rechtsdrehenden Kreuzyagi, beim Signal 2 ist es genau umgekehrt.
Damit möchte ich Effekte in der Ionosphäre aufdröseln.
Einen schönen Tag und viele Grüße
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Guten Tag,
draußen geht die Post ab. Die Tages-Arietiden (ARI), die Zeta-Perseiden (ZPE) und die Daytime Lambda Taurids (DLT) sind gleichzeitig aktiv.
Siehe auch hier:
(Zeitverzögerung mit Kanada bedenken)
Gestern waren es hier 1451 Hits. Zum Vergleich habe ich noch mal den 14. Mai, den offiziellen Beginn der Arietiden, durchlaufen lassen. Da waren es 817 Echos.
Das Spektrogramm des roten Punktes um 23 Uhr (s. Pfeil) ist auch angehängt.
Ich wünsch Euch ein schönes Wochenende,
viele Grüße
Wilhelm
 

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Wilm-52

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Guten Tag,
heute hatten ich eine totalen Systemausfall. Es ist beim Heckescheren passiert. Vielleicht kennt ihr das ja auch?
Nun ist nur GRAVES in Betrieb und ich werde am Sommeranfang noch mal die Ionosphäre loggen und dann bis auf gelegentlichen GRAVES Empfang eine Sommerpause machen.

Gerade ist ein Entwurf fertig geworden. Vielleicht schaut ihr mal rein.
Sind grobe Fehler drin?
Ist das schon bekannt?
Ist das verständlich?
Danke schon mal und liebe Grüße
Wilhelm
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Signaleinbruch und eine Art von Oppositionseffekt bei der Meteor-Beobachtung mit dem GRAVES RADAR

In diesem Thread hatte ich vermutet, dass die Ionosphäre Echos verschluckt, konnte aber die Vermutung bisher nicht belegen.
und hier
Ich bin immer davon ausgegangen, dass nur kleine Echos betroffen sind, da der Einfluss der Ionosphäre auf große Echos relativ klein sein sollte.
Hier in diesem Thread hatte ich während der Zeta-Perseiden (ZPE) und der Arietiden (ARI) ein neues Maximum um 13 Uhr beschrieben.
Da das Maximum besonders bei den großen Echos zu sehen ist, war ich von einem echten Maximum ausgegangen und hatte als Ursache einen Strom aus dem Großen Hund vermutet.
Nun möchte ich einen Vorschlag präsentieren, der dieses Maximum erklärt und in Einklang ist mit dem vermuteten Verschlucken von Echos:
Es handelt sich danach um eine Kerbe in Tagesgang, der bei den Zeta-Perseiden und den Arietiden auftritt.

Setup:
Für den Empfang der Meteorechos logge ich auf der GRAVES-Frequenz 143.05 MHz. Die Antenne ist eine rechtsdrehend polarisierte 4-Element Kreuzyagi, die auf dem Dachboden montiert ist. Zwischen der Antenne und dem Empfänger, ein Icom IC-R8600, befinden sich ein rauscharmer Vorverstärker mit einem Frequenzbereich von 140-150 MHz und einem Rauschmaß von 0.25 dB. Als Aufnahmesoftware dient Spectrum-Lab (SL). SL generiert in Abständen von 20 Sekunden Plots, die später mit einer selbstgeschriebenen Bildverarbeitungssoftware auf der Basis von Python und OpenCV ausgewertet werden, s. Bild 1. Die Histogramme werden mit einem Gauß-Filter mit den Koeffizienten 0.31, 0.74, 1.0, 0.74 und 0.31 geglättet. Den Messfehler schätze ich nach vielen Tests auf <5 %.

Ergebnis:
Bild 1 zeigt die gemessenen Echos und ein Stundenhistogramm vom 9. Juni. Drei Radianthöhen von Aries sind eingetragen. 66° um 9 Uhr UTC war der höchste Punkt. Die Radianten laufen neben der Sonne her.
Meine Hypothese ist nun, dass das Maximum um 12 Uhr kein echtes Maximum ist, sondern dass es sich um eine Einkerbung mit einem Minimum um 11 Uhr handelt. Bild 2 zeigt ein 10-Minuten-Histogramm von drei Tagen. Die Kerben, um die es hier geht, sind gekennzeichnet.
Folgende Erklärung habe ich für die Einbrüche:
Die Meteore kommen aus der Richtung der Sonne. GRAVES sendet mit der Hauptkeule in entgegengesetzter Richtung nach Süden. Meine Empfangsanlage steht nördlich von GRAVES. Wenn nun der Radiant vor der Sendeantenne vorbei geht, wird irgendwann eine Meteorspur in Richtung des RADAR-Beams verlaufen. Dann ist die ionisierte Fläche, die die Funkwellen reflektieren kann, kleiner, als wenn die Spur mehr von der Seite getroffen wird. Statistisch verteilt erhält man also weniger Empfangssignal, wenn die Flugrichtung mehr in Richtung Beam verläuft. Die optimale Auslöschung b.z.w. das Minimum der Kerbe entsteht, wenn die Radarrichtung und die Flugrichtung sich auf einer Linie befinden. Betroffen sind besonders die großen Echos: Wie man am Stundenhistogramm im Bild 1 sieht, haben die roten Balken, die Größen, stärker abgenommen als die gelben Balken, welche die Anzahlen / Counts repräsentieren.
An den kleinen Meteoren sollte der der Effekt klein oder gar nicht vorhanden sein. Um das zu belegen, habe ich im Bild 3 die kleinen Echos < 30 Pixel (9. Juni) und <100 Pixel (10. Juni) und die großen Echos bis 100000 Pixel getrennt aber ineinander geplottet. Erwartet hatte ich bei den kleinen Echos eine schwache oder gar keine Kerbe. Überraschender Weise wird nun ein neuer Effekt sichtbar: Im Bild 3 sieht man, dass die kleinen Echos ein Maximum am Minimum der Kerben haben, siehe die roten Pfeile. Die kleinen Meteore, die genau in Beamrichtung fliegen, werden demnach größer.
Die Verstärkung der kleinen Echos erfolgt eventuell dadurch, dass die Geschwindigkeitskomponente in Richtung Sender maximal wird. Allerdings ist der Effekt relativ stark und die Peaks sind teilweise sehr scharf, so dass die Winkelabhängigkeit alleine den Effekt nicht erklären kann.
Bei Maxima der kleinen Echos, die nicht auf eine Kerbe zeigen, handelt es sich um normale Signale, siehe z.B. den gelben Pfeil im Bild 3 am 10. Juni um 13:00 Uhr. Anders ausgedrückt: Der Peak um 13:00 Uhr zeigt die anteiligen kleinen Echos. Der Peak an der Kerbe um 11:30 ist genau so hoch. Setzt man voraus, dass die Partikelgrößenverteilung in dem Zeitraum konstant geblieben ist, muss der Peak um 11:30 etwas anderes zeigen als normale kleine Meteorechos.

Die Bilder 4 und 5 zeigen, wie diese kleinen <30 Pixel Echos aussehen.
Bild 4 zeigt den Output der Auswertesoftware im Debuggmodus. Links unten ist noch mal das 11 Uhr Histogramm vom 9. Juni auch mit Zahlenwerten abgebildet.
Zwei <30 Echos werden auf dem Bild 4 erkannt. Das Echo mit der Größe 10 wird gerade geloggt, da es sich im 20 s breiten Auswertebereich befindet. Das untere Echo der Größe 18 würde von nächste Plot eingelesen. Man erkennt eine leichte Dopplershift: Das untere Signal der Größe 18 ist etwas langsamer unterwegs als das Signal mit der Größe 15, siehe auch den original SL Plot Bild 5.
Die Signale sind schon winzig, aber meine Anlage besteht aus sehr guten Komponenten und mit dem GRAVES RADAR steht ein sehr leistungsfähiger Sender zur Verfügung. (Auf Dauer hilft eben nur Power )

Es handelt sich wohl um eine Art von Oppositionseffekt.
Der Oppositionseffekt (auch Seeliger-Effekt) in der visuellen Optik funktioniert natürlich etwas anders: Bild 6 zeigt den Schatten meines Kopters auf einem Getreidefeld. Genau in Richtung der Sonnenstrahlen und der Blickrichtung verdecken die Halme ihren eigenen Schatten, so das sich für den Betrachter, der sich exakt auf der Linie befindet, ein heller Streifen entsteht. Weiter nach außen werden die Schatten wieder sichtbar und das Bild wird dadurch dunkler.
Mit diesem Vergleich möchte ich verdeutlichen, dass es sich in unserem Fall um statistische Effekte handelt.

Es sieht an allen Tagen im Zeitraum vom 11. bis 16. Juni ähnlich aus. Die Peaks variieren etwas, aber DLT, ZPE und ARI verändern sich auch. Auf Wunsch zeige ich gerne noch weitere Tage.

Auch bei den Geminiden 2021 hatten wir (mit Ulrich) einen Einbruch beobachtet und konnten ihn bisher nicht erklären.

Ich hoffe, dass ich keine großen Denkfehler gemacht habe. Falls diese Effekte schon bekannt sind, wäre ich an Literatur sehr interessiert.
Vielen Dank fürs Lesen und viele Grüße
Wilhelm
 

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speul

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Moin Wilhelm,
interessante Theorie, da muß ich mich mal in einer ruhigen Minute tiefer reindenken, klingt auf jeden Fall plausibel und paßt zu den Beobachtungen, auch zu dem Fortschreiten des dips mit der geo. länge des Empfängers.
Wird aber alles nicht kurzfristig, da ich gerade eine neuen Job angetreten habe, da steht anderes im Vordergrund!
Grüße
speul
 

Wilm-52

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Hallo Ulrich,
viel Erfolg auf der neuen Stelle wünsche ich dir. Es freut mich, dass dich das Thema interessiert.

Den Peak um 11-12 Uhr (s. Bild) finde ich äußerst interessant.
Auf den Punkt gebracht: Der Peak gehört dort nicht hin. Es werden aber keine Echos herbeigezaubert. Es muss also einen Mechanismus geben, der am Minimum der Kerbe Echos verstärkt und sie damit aus dem Rauschen herausholt.
Einen schönen Sonntag wünsche ich,
viele Grüße
Wilhelm
 

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