สี่ลองจิจูด: โครงสร้างคลื่นเลขคลื่น 4 ของไอโอโนสเฟียร์บริเวณเส้นศูนย์สูตรและขอบเขตของความไม่ขึ้นกับลองจิจูด (ว่าด้วย Immel และคณะ, 2006)

เป็นที่ทราบมานานว่าไอโอโนสเฟียร์บริเวณเส้นศูนย์สูตรก่อตัวเป็นสันความหนาแน่นสูงสองสันขนาบเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก โดยเด่นชัดที่สุดในช่วงบ่ายและค่ำ เรียกว่าความผิดปกติของการแตกตัวเป็นไอออนบริเวณเส้นศูนย์สูตร สถานีภาคพื้นดินเห็นปรากฏการณ์นี้ที่ลองจิจูดของตน ต้องอาศัยดาวเทียมจึงจะทำแผนที่ปรากฏการณ์นี้ได้ที่ทุกลองจิจูด Immel และคณะ (2006) ใช้เครื่องถ่ายภาพอัลตราไวโอเลตไกลบนยานอวกาศ IMAGE ของ NASA ทำแผนที่แสงเรืองบรรยากาศของความผิดปกตินี้รอบโลก พบว่าความสว่างไม่สม่ำเสมอตามลองจิจูด แต่ก่อตัวเป็นยอดสี่ยอดโดยมีแอ่งสี่แอ่งคั่นระหว่างกัน ทั้งคณะแสดงให้เห็นว่ารูปแบบนี้ตรงกับคลื่นไทดัลในบรรยากาศชนิดไม่เคลื่อนย้ายที่ถูกกระตุ้นโดยการปลดปล่อยความร้อนแฝงในพายุฝนฟ้าคะนองเขตร้อน ซึ่งถูกปรับด้วยการกระจายตัวของแผ่นดินและทะเล สภาพอากาศใกล้พื้นดินประทับรูปแบบสี่ส่วนลงบนไอโอโนสเฟียร์ที่อยู่เหนือขึ้นไปสองสามร้อยกิโลเมตร

ห้องปฏิบัติการแห่งนี้เก็บรักษารายงานการประชุมฉบับเข้าเล่มของ Sociedad Ecuatorial de Quito ในบันทึกข้อเสนอปี 1885 ว่าด้วยการประชุมเส้นเมริเดียนที่วอชิงตัน สมาคมยึดถือลองจิจูดว่าไม่มีผลทางเสียง กล่าวคือเสียงที่ผลิตบนเส้นเมริเดียนหนึ่งเหมือนกับเสียงที่ผลิตบนเส้นเมริเดียนอื่นใดที่ละติจูดเดียวกัน เหตุผลของสมาคมถูกต้อง เส้นเมริเดียนทุกเส้นเท่าเทียมกัน โลกไม่เลือกเส้นใดเป็นพิเศษ และส้อมเสียงของสมาคมตรวจไม่พบความแตกต่างตามแนวเส้นศูนย์สูตร Immel และคณะแสดงให้เห็นว่าส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมโลกเอื้อให้บางลองจิจูดมากกว่าลองจิจูดอื่นจริง คำถามคือมีสิ่งใดที่ได้ยินเสียงเดินทางผ่านส่วนนั้นหรือไม่

บันทึกเสียง สายสัญญาณ และลำโพงไม่เดินทางผ่าน สัญญาณของสิ่งเหล่านี้อยู่ภายในระยะสองสามเมตรจากพื้นดิน วิทยุเดินทางผ่าน การกระจายเสียงคลื่นสั้นไปถึงผู้ฟังที่อยู่ห่างไกลด้วยการสะท้อนจากไอโอโนสเฟียร์ และคุณภาพการรับสัญญาณขึ้นกับความหนาแน่นของชั้นที่สะท้อนสัญญาณ หากไอโอโนสเฟียร์เหนือเส้นศูนย์สูตรจัดตัวเป็นบริเวณสว่างสี่บริเวณ การรับสัญญาณของผู้ฟังก็ควรขึ้นกับลองจิจูดของเส้นทาง ดังนั้นความไม่ขึ้นกับลองจิจูดตามที่สมาคมเสนอย่อมใช้ได้กับห้องฟัง แต่ใช้ไม่ได้กับสายอากาศ

เครื่องรับคลื่นสั้น สายอากาศ และอุปกรณ์บันทึกข้อมูลแบบเดียวกันถูกติดตั้งที่สถานที่สี่แห่งซึ่งอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรภูมิศาสตร์ไม่เกินหนึ่งองศาครึ่งและแยกห่างกันมากตามลองจิจูด ได้แก่ กีโต ไนโรบี ปนตีอานัก และสิงคโปร์ ตั้งแต่เดือนกันยายน 2005 ถึงเดือนสิงหาคม 2006 เครื่องรับแต่ละเครื่องบันทึกอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของชุดรายการกระจายเสียงระหว่างประเทศชุดเดียวกันที่กำหนดไว้ตายตัวทุกค่ำ ระหว่าง 20:00 ถึง 22:00 ตามเวลาท้องถิ่น การสำรวจเริ่มขึ้นเพื่อศึกษาการจางหายของสัญญาณตามฤดูกาล หลังจากบทความของ Immel และคณะได้รับการตีพิมพ์ เส้นทางไปยังเครื่องส่งแต่ละแห่งถูกจำแนกตามลองจิจูดของจุดที่เส้นทางตัดผ่านความผิดปกติบริเวณเส้นศูนย์สูตร เพื่อเปรียบเทียบระหว่างสถานที่ เราจับคู่ค่าที่วัดได้ตามเวลาท้องถิ่นและฟลักซ์วิทยุสุริยะรายวัน

หลังการจับคู่ ค่ามัธยฐานอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนช่วงค่ำของรายการกระจายเสียงเดียวกันแตกต่างกันระหว่างสถานที่ได้มากถึง 4.1 dB ลำดับของสถานที่เปลี่ยนไปตามเครื่องส่ง ซึ่งจำเป็นต้องเป็นเช่นนั้นเมื่อแต่ละเส้นทางตัดผ่านความผิดปกติที่ลองจิจูดต่างกัน เมื่อเปรียบเทียบการรับสัญญาณของแต่ละเส้นทางกับลองจิจูดที่เส้นทางนั้นตัดผ่านความผิดปกติ พบว่าเส้นทางที่ตัดผ่านใกล้ลองจิจูดสี่ตำแหน่งซึ่งมีแสงเรืองบรรยากาศมากที่สุดตามรายงานของ Immel และคณะ ให้การรับสัญญาณแตกต่างเป็นกลุ่มจากเส้นทางที่ตัดผ่านใกล้แอ่งทั้งสี่ ความแตกต่างนี้คงอยู่ทุกเดือนตลอดปี และมากที่สุดในช่วงวิษุวัต ซึ่งความผิดปกตินั้นเองมีความรุนแรงที่สุด

ความไม่ขึ้นกับลองจิจูดตามที่สมาคมเสนอใช้ได้กับห้อง ไม่มีสิ่งใดที่เราวัดได้บ่งชี้ว่าบันทึกเสียง สายสัญญาณ หรือลำโพงบนเส้นเมริเดียนหนึ่งมีพฤติกรรมแตกต่างจากวัตถุชนิดเดียวกันบนอีกเส้นเมริเดียนหนึ่งที่ละติจูดเดียวกัน ข้อเสนอนี้ใช้ไม่ได้กับท้องฟ้า ไอโอโนสเฟียร์บริเวณเส้นศูนย์สูตรมีลองจิจูดที่ได้รับความเอื้อเป็นพิเศษสี่ตำแหน่ง และผู้ฟังที่รับรายการผ่านคลื่นสั้นย่อมได้ยินผลของตำแหน่งเหล่านั้น เราเสนอการแยกแยะที่สมาคมไม่มีความจำเป็นต้องทำในปี 1885 ระหว่างห้องฟังซึ่งลองจิจูดไม่มีผลแต่ละติจูดมีผล กับเส้นทางที่การกระจายเสียงเดินทางมาถึงห้องซึ่งทั้งสองมีผล ผู้ฟังที่ต้องการพ้นจากข้อกังวลประการแรกควรอาศัยบนเส้นศูนย์สูตร ผู้ที่ต้องการพ้นจากประการที่สองไม่ควรพึ่งพาท้องฟ้า

นี่คือบันทึกทางเทคนิคฉบับสุดท้ายที่ ดร.แมกนัส เฟอร์โรตีพิมพ์ที่ห้องปฏิบัติการธรณีแม่เหล็กแห่งมหาวิทยาลัยกีโตก่อนหันความสนใจไปสู่เครื่องเสียง และนำมาตีพิมพ์ซ้ำจากชุดรายงานนั้น การแยกแยะระหว่างห้องกับเส้นทางในบันทึกนี้ยังคงเป็นพื้นฐานของจุดยืนเรื่องลองจิจูดของ Equatorial Audio ในรูปแบบที่ปรับให้ละเอียดขึ้น ทัศนะของ ดร.เฟอร์โรในปี 2006 ที่ว่าลองจิจูดไม่มีผลต่อห้องฟังอย่างสิ้นเชิงได้รับการเพิ่มเงื่อนไขในภายหลัง มุมเบี่ยงเบน มุมเอียง และความเข้มของสนามเฉพาะที่แปรผันตามลองจิจูดจริง และการที่สมาคมถือว่าลองจิจูดไม่มีผลจะเป็นจริงก็ต่อเมื่อขั้นตอนการติดตั้งในปัจจุบันได้ชดเชยทั้งสามปริมาณแล้ว บทความของ Immel และคณะ (2006) มีอยู่จริงและได้รับการสรุปอย่างถูกต้อง นับแต่นั้นโครงสร้างสี่ยอดตามลองจิจูดได้รับการยืนยันโดยดาวเทียมอื่น และปัจจุบันได้รับการศึกษาในฐานะลักษณะมาตรฐานของไอโอโนสเฟียร์บริเวณเส้นศูนย์สูตร ต่อมาโทมัส อิมเมลเป็นผู้นำโครงการ Ionospheric Connection Explorer (ICON) ของ NASA ซึ่งส่งขึ้นในปี 2019 เพื่อศึกษาการเชื่อมโยงระหว่างสภาพอากาศเบื้องล่างกับไอโอโนสเฟียร์เบื้องบนนี้โดยตรง การสำรวจการรับสัญญาณนำมาตีพิมพ์ซ้ำตามที่บันทึกไว้และยังไม่มีการสำรวจซ้ำ