Neljä pituusastetta: ekvatoriaalisen ionosfäärin aaltoluvun 4 rakenne ja pituusasteen merkityksettömyyden rajat (Immelin ym. tutkimuksesta, 2006)

Ekvatoriaalisen ionosfäärin on pitkään tiedetty muodostavan magneettisen ekvaattorin eri puolille kaksi suurentuneen tiheyden harjannetta, jotka ovat voimakkaimmillaan iltapäivällä ja illalla: ekvatoriaalisen ionisaatioanomalian. Maa-asemat havaitsevat sen omilla pituusasteillaan. Sen kartoittaminen kaikilla pituusasteilla vaati satelliitin. Immel ym. (2006) kartoittivat anomalian ilmahehkun ympäri maapalloa NASAn IMAGE-avaruusaluksen kaukoultraviolettikuvaajalla. He havaitsivat, ettei sen kirkkaus ole tasainen pituusasteen suhteen. Se muodostaa neljä huippua, joiden välissä on neljä minimiä. He osoittivat, että kuvio vastaa ei-vaeltavaa ilmakehän vuorovesiaaltoa, jonka trooppisissa ukkosmyrskyissä vapautuva latentti lämpö herättää ja jota maan ja meren jakauma moduloi. Sää lähellä maanpintaa painaa nelinkertaisen kuvion muutaman sadan kilometrin korkeudella sen yläpuolella olevaan ionosfääriin.

Tässä laboratoriossa säilytetään Sociedad Ecuatorial de Quito -seuran sidottuja kokousjulkaisuja. Washingtonin meridiaanikonferenssia koskevassa vuoden 1885 muistiossaan seura katsoi pituusasteen olevan akustisesti merkityksetön: yhdellä meridiaanilla tuotettu ääni on sama kuin millä tahansa toisella meridiaanilla samalla leveysasteella tuotettu ääni. Sen perustelu oli pätevä. Jokainen meridiaani on samanarvoinen kuin kaikki muut, Maa ei suosi yhtäkään, eivätkä seuran ääniraudat havainneet eroa päiväntasaajalla. Immel ja hänen kollegansa ovat osoittaneet, että yksi Maan ympäristön osa suosii joitakin pituusasteita toisten sijasta. Kysymys kuuluu, kulkeeko sen kautta mitään kuultavaa.

Tallenne, kaapeli ja kaiutin eivät kulje. Niiden signaalit pysyvät muutaman metrin päässä maanpinnasta. Radio kulkee. Lyhytaaltolähetykset tavoittavat kaukaiset kuuntelijat heijastumalla ionosfääristä, ja vastaanoton laatu riippuu heijastavan kerroksen tiheydestä. Jos ionosfääri päiväntasaajan yläpuolella järjestyy neljäksi kirkkaaksi alueeksi, kuuntelijan vastaanoton pitäisi riippua etenemisreitin pituusasteesta. Seuran esittämä merkityksettömyys pätisi silloin kuunteluhuoneeseen mutta ei antenniin.

Identtiset lyhytaaltovastaanottimet, antennit ja kirjauslaitteet asennettiin neljään paikkaan enintään puolentoista asteen päähän maantieteellisestä päiväntasaajasta ja pituusasteiltaan kauas toisistaan: Quitoon, Nairobiin, Pontianakiin ja Singaporeen. Syyskuusta 2005 elokuuhun 2006 jokainen vastaanotin kirjasi saman kiinteän kansainvälisten radiolähetysten joukon signaali-kohinasuhteen joka ilta kello 20:00–22:00 paikallista aikaa. Havaintosarja aloitettiin vuodenaikaisen häipymisen tutkimiseksi. Immelin ym. tutkimuksen julkaisemisen jälkeen kunkin lähettimen etenemisreitit luokiteltiin sen pisteen pituusasteen mukaan, jossa ne ylittivät ekvatoriaalisen anomalian. Paikkojen vertailemiseksi mittaukset sovitettiin toisiinsa paikallisajan ja Auringon päivittäisen radiovuon perusteella.

Toisiinsa sovitettujen mittausten perusteella iltainen signaali-kohinasuhteen mediaani erosi paikkojen välillä samoilla lähetyksillä jopa 4,1 dB. Paikkojen järjestys vaihteli lähettimen mukaan, kuten sen täytyykin, kun jokainen reitti ylittää anomalian eri pituusasteella. Kun kunkin reitin vastaanottoa verrattiin pituusasteeseen, jolla se ylitti anomalian, Immelin ym. raportoimien neljän voimakkaimman ilmahehkun pituusasteen läheltä kulkevien reittien vastaanotto erosi ryhmänä neljän minimin läheltä kulkevien reittien vastaanotosta. Ero säilyi vuoden jokaisena kuukautena ja oli suurimmillaan päiväntasausten aikaan, jolloin itse anomalia on voimakkain.

Seuran esittämä pituusasteen merkityksettömyys pätee huoneeseen. Mikään mittaamamme ei viittaa siihen, että yhdellä meridiaanilla sijaitseva tallenne, kaapeli tai kaiutin käyttäytyisi eri tavalla kuin sama esine toisella meridiaanilla samalla leveysasteella. Se ei päde taivaaseen. Ekvatoriaalisella ionosfäärillä on neljä ensisijaista pituusastetta, ja kuuntelija, jonka ohjelma saapuu lyhytaalloilla, kuulee ne. Ehdotamme erottelua, jota seura ei tarvinnut vuonna 1885: kuunteluhuoneen, jossa pituusaste on merkityksetön ja leveysaste ei ole, ja lähetyksen sinne tuovan etenemisreitin välillä, jossa molemmilla on merkitystä. Kuuntelijan, joka haluaa vapautua ensimmäisestä huolenaiheesta, tulisi asua päiväntasaajalla. Sen, joka haluaa vapautua toisesta, ei tulisi luottaa taivaaseen.

Tämä on viimeinen tekninen tiedonanto, jonka tohtori Magnus Ferro julkaisi Quiton yliopiston geomagneettisessa laboratoriossa ennen huomionsa siirtymistä audiotekniikkaan, ja se on julkaistu uudelleen kyseisestä sarjasta. Sen tekemä ero huoneen ja etenemisreitin välillä ohjaa edelleen Equatorial Audio -yhtiön kantaa pituusasteeseen tarkennetussa muodossa. Tohtori Ferron vuoden 2006 näkemystä, jonka mukaan pituusaste on yksinkertaisesti merkityksetön kuunteluhuoneelle, tarkennettiin myöhemmin: paikallisen kentän deklinaatio, inklinaatio ja voimakkuus todella vaihtelevat pituusasteen mukaan, ja Seuran näkemys pituusasteen merkityksettömyydestä pätee vasta, kun nykyiset asennusmenettelyt ovat kompensoineet kaikki kolme. Immelin ym. tutkimus (2006) on todellinen, ja se on tiivistetty tarkasti. Muut satelliitit ovat sittemmin vahvistaneet nelihuippuisen pituusasterakenteen, ja sitä tutkitaan nykyisin ekvatoriaalisen ionosfäärin vakiintuneena ominaispiirteenä. Thomas Immel johti myöhemmin NASAn Ionospheric Connection Explorer (ICON) -missiota, joka laukaistiin vuonna 2019 tutkimaan juuri tätä alapuolisen sään ja yläpuolisen ionosfäärin välistä kytkentää. Vastaanoton havaintosarja on esitetty alkuperäisen kirjauksen mukaisesti, eikä sitä ole toistettu.