• Title, Summary, Keyword: 지자기 폭풍

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자기폭풍이 일어나면 이온권에서는 "보통" 어떤 일이 생길까?

  • Ji, Geon-Hwa
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • pp.39.3-39.3
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    • 2009
  • 우주기상현상에서 자기폭풍은 태양으로부터 태양풍, 지구 자기권, 고층대기를 모두 포함하는 매우 복잡한 현상인데, 이들 중 자기폭풍이 고층대기 이온권에 미치는 영향에서도 매우 복잡하고 다양한 모습으로 나타난다. 자기폭풍이 이온권에 미치는 영향의 연구는 대부분 어떤 특정한 자기폭풍이 일어났을 때 이온권에 나타나는 변화의 관측자료 분석이나 모델링을 통한 연구이다. 그러나 이러한 연구는 자기폭풍이 일어나면 보통 이온권에는 어떤 변화가 일어나는지에 대한 답을 주지는 못한다. 한편, 이온권은 시간, 위치, 태양 및 지자기 활동 등의 변화에 따라 일반적인 변화경향을 보일 수 있는데, 이러한 물리적 조건 중 지자기활동이 변화할 때, 즉 자기폭풍이 발생할 때 이온권이 어떤 변화를 보이는지에 대한 일반적인 경향은 아직 정확히 알려져 있지 않다. 이는 자기폭풍의 영향이 다양한 조건에서 대단히 복잡한 패턴을 가지고 있어 간단히 일반화하기 어렵기 때문인데, 장기간의 이온권 관측 자료를 이용하여 체계적인 분석을 통해 자기폭풍이 얼어났을 때 공통으로 나타나는 이온권 변화를 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 최근 인공위성을 이용하여 장기간에 걸쳐 전지구적인 이온권 관측이 수행되고 있는데, GPS나 TOPEX/JASON 위성 등에서 이온권 총 전자량이 관측되고 있다. 향후 이러한 관측 자료의 체계적인 분석을 통해 자기폭풍에 의한 이온권 변화의 일반적인 경향을 체계화 할 수 있을 것으로 기대된다.

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Statistical Relationship between Sawtooth Oscillations and Geomagnetic Storms (Sawtooth 진동 현상과 지자기 폭풍의 통계적 관계)

  • Kim, Jae-Hun;Lee, Dae-Young;Choi, Cheong-Rim;Her, Young-Tae;Han, Jin-Wook;Hong, Sun-Hak
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.25 no.2
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    • pp.157-166
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    • 2008
  • We have investigated a statistical relationship between sawtooth oscillations and geomagnetic storms during 2000-2004. First of all we selected a total of 154 geomagnetic storms based on the Dst index, and distinguished between different drivers such as Coronal Mass Ejection (CME) and Co-rotating Interaction Region (CIR). Also, we identified a total of 48 sawtooth oscillation events based on geosynchronous energetic particle data for the same 2000-2004 period. We found that out of the 154 storms identified, 47 storms indicated the presence of sawtooth oscillations. Also, all but one sawtooth event identified occurred during a geomagnetic storm interval. It was also found that sawtooth oscillation events occur more frequently for storms driven by CME $({\sim}62%)$ than for storms driven by CIR $({\sim}30%)$. In addition, sawtooth oscillations occurred mainly $({\sim}82%)$ in the main phase of storms for CME-driven storms while they occurred mostly $({\sim}78%)$ during the storm recovery phase for CIR-driven storms. Next we have examined the average characteristics of the Bz component of IMF, and solar wind speed, which were the main components for driving geomagnetic storm. We found that for most of the sawtooth events, the IMF Bz corresponds to -15 to 0 nT and the solar wind speed was in the range of $400{\sim}700km/s$. We found that there was a weak tendency that the number of teeth for a given sawtooth event interval was proportional to the southward IMF Bz magnitude.

A STATISTICAL ANALYSIS OF SOLAR WIND DYNAMIC PRESSURE PULSES DURING GEOMAGNETIC STORMS (지자기폭풍 기간 동안의 태양풍 동압력 펄스에 관한 통계적 분석)

  • Baek, J.H.;Lee, D.Y.;Kim, K.C.;Choi, C.R.;Moon, Y.J.;Cho, K.S.;Park, Y.D.
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.22 no.4
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    • pp.419-430
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    • 2005
  • We have carried out a statistical analysis on solar wind dynamic pressure pulses during geomagnetic storms. The Dst index was used to identify 111 geomagnetic storms that occurred in the time interval from 1997 through 2001. We have selected only the events having the minimum Dst value less than -50 nT. In order to identify the pressure impact precisely, we have used the horizontal component data of the magnetic field H (northward) at low latitudes as well as the solar wind pressure data themselves. Our analysis leads to the following results: (1) The enhancement of H due to a pressure pulse tends to be proportional to the magnitude of minimum Dst value; (2) The occurrence frequency of pressure pulses also increases with storm intensity. (3) For about $30\%$ of our storms, the occurrence frequency of pressure pulses is greater than $0.4\#/hr$, implying that to. those storms the pressure pulses occur more frequently than do periodic substorms with an average substorm duration of 2.5 hrs. In order to understand the origin of these pressure pulses, we have first examined responsible storm drivers. It turns out that $65\%$ of the studied storms we driven by coronal mass ejections (CMEs) while others are associated with corotating interaction regions $(6.3\%)$ or Type II bursts $(7.2\%)$. Out of the storms that are driven by CMEs, over $70\%$ show that the main phase interval overlaps with the sheath, namely, the region between CME body and the shock, and with the leading region of a CME. This suggests that the origin of the frequent pressure pulses is often due to density fluctuations in the sheath region and the leading edge of the CME body.

자기 폭풍 시 나타난 상대론적 전자 플럭스 변화와 ULF와 whistler 크기의 변화 사이의 상관관계 관찰

  • 이지나;황정아;이은상;민경욱;이대영
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • pp.83-83
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    • 2003
  • 자기 폭풍 발생시에 지구 자기권 내에서 MeV 에너지대의 전자 플럭스가 증가하는 현상이 나타남이 관측되었다. 이러한 Relativistic Electron Events (REE) 가속 기작의 주요 후보로 Ultra-Low Frequency(ULF)와 whistler 파동의 역할이 제시되어왔다. 본 연구에서는 1997부터 1999년에 발생한 대표적인 자기 폭풍들을 선택하여, 상대론적 전자 플럭스가 증가한 경우, 감소한 경우 그리고 변화가 크게 나타나지 않는 경우의 세 가지로 분류하여 보았다. 각각의 event들에 대해 CANOPUS 지상자기장 관측소에서 얻은 지자기 값을 이용하여 위 각각의 세 경우에 대해 ULF 파동의 크기 변화를 비교해 보았다. 그리고 똑같은 자기 폭풍 현상에서 POLAR 위성의 관측 값을 이용하여 whistler 영역의 파동 강도를 살펴보았다. 또한 자기 폭풍과 REE, 그리고 ULF의 변화가 L-shell값과 어떤 관련이 있는지도 알아본다.

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2003년 지자기 폭풍 동안 한반도 상공 전리층 폭풍 관측

  • Jeong, Jong-Gyun;Ji, Geon-Hwa;Kim, Eo-Jin;Kim, Yong-Ha;Jo, Jeong-Ho
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • pp.39.2-39.2
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    • 2009
  • 지자기 폭풍이 발생할 동안 중위도 전리권 전자밀도 변화의 가장 큰 특징은 양전리권 폭풍 또는 음전리권 폭풍이다. 양전리층 폭풍은 정상적인 경우보다 전자밀도가 증가하는 것으로 정의되는데 적도방향 중성바람에 의한 극지방 전자밀도의 중위도로의 이동으로 설명된다. 음전리권 폭풍은 F2 층 고도의 O/N2 증가에 의한 전자소멸로 전자밀도가 낮아지는 것으로 알려져 있다. 우리는 지상 GPS 총전자량 자료와 이를 이용한 전리권 토모그래피 모델 결과, 그리고 이온존데 관측에 나타난 한반도 상공의 전리층 폭풍 양상을 제시하고 토의할 것이다.

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The relationship between the auroral electrojet, interplanetary magnetic field and the magnetic storm

  • 박윤경;문가희;안병호
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • pp.80-80
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    • 2003
  • 서브스톰이 진행될 때 극지방의 지자기 교란은 대류 제트 전류와 서브스톰 전류 쐐기로 구성되는 오로라 제트 전류에 기인한다. 이들은 전기장 강화를 뜻하는 AU 지수와 전기 전도도 강화를 뜻하는 AL 지수로 나타낼 수 있다. 이들 AU, AL 지수와 자기폭풍의 정도를 나타내는 Dst 지수와의 상관관계를 구해봄으로써 서브스톰이 자기폭풍의 형성에 어떻게 기여하는지 조사하였다. 이를 위하여 월별 누적 AU, 누적 │AL│ 값을 구한 뒤 월별 누적 Dst 와의 상관관계를 구하였다. 한편 IMF(Interplanetary Magnetic Field)의 남쪽 자기장 성분으로부터 지구 자기장 내에 강력한 전기장이 형성되어 자기폭풍을 형성한다는 견해가 있다. 전기장 E=V(태양풍 속도)$\times$Bs(IMF의 남쪽 자기장 성분)으로 나타낼 수 있으므로 이로부터 구한 월별 누적 전기장과 누적 Dst 값을 비교해 봄으로써 자기권 대류가 자기폭풍 형성에 어느 정도 기여하는지 조사하였다. 본 연구를 위하여 1966년부터 1987년까지 20년간의 AE(AU, AL) 지수를 이용하였으며 IMF 자료는 ACE 위성이 제공하는 행성간 자기장 자료로 1997년부터 2002년까지의 자료를 이용하였다. 본 연구의 결과는 현재 논쟁이 되고 있는 storm-substorm의 인과관계를 보다 잘 규명할 것으로 기대된다.

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Ionospheric Behaviors Over Korea Peninsula During the Super Geomagnetic Storm Using GPS Measurements (GPS 관측자료에 나타난 초대형 지자기 폭풍 기간 동안 한반도 상공 전리층 양상)

  • Chung, Jong-Kyun;Choi, Byung-Kyu;Baek, Jung-Ho;Jee, Geon-Hwa;Cho, Jung-Ho
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.26 no.4
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    • pp.467-478
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    • 2009
  • The super-geomagnetic storms called 2003 Halloween event globally occurred during the period of 29 through 31 which are the following days when the solar flares of X18 class exploded on 28 October 2003. The S4 index from GPS signal strength and the peak electron density ($NmF_2$) from GPS tomography method are analyzed according to the date. The occurrences of the cycle slip and scintillation in the GPS signals are 1,094 and 1,387 on 28 and 29 October, respectively and these values are higher than 604 and 897 on 30 and 31 October. These mean the ionospheric disturbances are not always generated by the period of geomagnetic storm. Therefore, GPS S4 index is useful to monitor the ionospheric disturbances. Behaviors of ionospheric electron density estimated from GPS tomography method are analyzed with the date. At UT = 18 hr, the maximum $NmF_2$ is shown on 28 October. It agrees with $NmF_2$ variation measured from Anyang ionosonde, and the GPS signal are better condition on 30 and 31 October than 28 October. In conclusion, GPS signal condition is relation with geomagnetic activities, and depend upon the variation of the electron density. We will study the long-term data to examine the relationship between the GPS signal quality and the electron density as the further works.

Relations Among Sunspots, CMEs and Geomagnetic Storms in Solar Cycle 23 (태양주기 23의 흑점, CME 및 지자기폭풍의 빈도간 상관관계 연구)

  • Rho, Su-Lyun;Chang, Heon-Young
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • v.26 no.1
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    • pp.9-24
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    • 2009
  • We compare the relation among the annual distribution of sunspots: coronal mass ejections (CMEs) and geomagnetic storms and North-South asymmetry during solar cycle 23. For this purpose, we calculate correlation coefficients between (i) annual distribution and N-S asymmetry of CMEs - sunspots (ii) distribution of CMEs - occurrence number of geomagnetic storms (iii) distribution of sunspots - occurrence number of geomagnetic storms. We find that (i) the annual distribution of total CMEs has good correlation with distribution of annual average of sunspots but poor correlation with N-S asymmetry of sunspots, N-S asymmetry of CMEs has good correlation with N-S asymmetry of sunspots: (ii) total and N-S asymmetry of CMEs have poor correlation with occurrence number of geomagnetic storms, it's, however, well correlated with the classified groups of CMEs (Ap, Dst and an indices vs. fast CMEs($\upsilon$ > $1000kms^{-1}$), Dst index vs. Halo CMEs), and (iii) sunspot numbers and area are correlated with occurrence number of geomagnetic storms. We conclude that annual distribution of CMEs and sunspots have well correlated with geomagnetic storms, N-S asymmetry of CMEs and sunspots have poor correlated with the geomagnetic storms.

Ionospheric Modeling using Wavelet for WADGPS (Wavelet을 이용한 광역보정위성항법을 위한 전리층 모델링)

  • Sohn, Kyoung-Ho;Kee, Chang-Don
    • The Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.11 no.4
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    • pp.371-377
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    • 2007
  • Ionospheric time delay is one of the main error source for single-frequency DGPS applications, including time transfer and Wide Area Differential GPS (WADGPS). Grid-based algorithm was already developed for WADGPS but that algorithm is not applicable to geomagnetic storm condition in accuracy and management. In geomagnetic storm condition, the spatial distribution of vertical ionospheric delay is noisy and therefore the accuracy of modeling become low in grid-based algorithm. For better accuracy, function based algorithm can be used but the continuity of correction message is not guranteed. In this paper, we propose the ionospheric model using wavelet based algorithm. This algorithm shows better accuracy with the same number of correction message than the existing spherical harmonics algorithm and guarantees the continuity of correction messages when the number of message is expanded for geomagnetic storm condition.

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자기폭풍예보모델을 이용한 우주환경예보

  • 안병호
    • Information and Communications Magazine
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    • v.15 no.9
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    • pp.97-106
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    • 1998
  • It is crucial to predict the variabilities of the near-earth space environment associated with the solar activity, which cause enormous socio-economic impacts on mankind. The geomagnetic storm prediction scheme adopted in this study is designed to predict such variabilities in terms of the geomagnetic indices, AE and Dst, the cross-polar cap potential difference, the energy dissipation rate over the polar ionosphere and associated temperature increase in the thermosphere. The prediction code consists of two parts; prediction of the solar wind and interplanetary magnetic field based upon actual flare observations and estimation of various electrodynamic quantities mentioned above from the solar wind-magnetosphere coupling function 'epsilon' which is derivable through the predicted solar wind parameters. As a test run, the magnetic storm that occurred in early November, 1993, is simulated and the results are compared with the solar wind and the interplanetary magnetic field measured by the Japanese satellite, Geotail, and the geomagnetic indices obtained from ground magnetic observatories. Although numerous aspects of the code are to be further improved, the comparison between the simulated results and the actual measurements encourages us to use this prediction scheme as the first appoximation in forecasting the disturbances of the near-earth space environment associated with solar flares.

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