なぜ地球磁極は逆転するのか?

太陽黒点数/エルニーニョ/世界の地磁気変動を追っています

12月度その2 太陽黒点数の推移を追うシリーズ ➡黒点数とS&P500と恐怖指数VIXの推移を追う!

太陽黒点数の推移を追うシリーズ ➡黒点数とS&P500と恐怖指数VIXの推移を追う!

 

 

2017年12月〜2021年11月までの48ヶ月間の黒点数の推移とS&P500と恐怖指数VIXの推移を示します、月一の報告です

・ 黒点数はその月の一日当たりの平均値で、月初に前月値が国立天文台三鷹太陽観測さんから公開されています

・ 米国の株価指数S&P500とは、米国の代表的企業500社の株価から算出される指数、S&P500は数ある株価指数の中で特に有名で、機関投資家の運用実績を測定するベンチマークとして利用されています

 米国の恐怖指数VIXとは、シカゴ先物30日のS&P500値から計算される乱高下を示す度合い、と言われますが(だから恐怖指数、値が大きいほど乱高下が激しい)、私も計算式もしくは詳しいアルゴリズムを知っている訳ではありません

・ S&P500は翌月初の始値を40.0で割った数字を表示しています、VIXも翌月初の始値で、ここで終値は12月1日の始値であり、どちらも月当たりの平均値ではありませんのでご注意下さい、値はYahooさんからどちらもダウンロードしています

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 12月1日現在S&P500はフラットになりましたが、VIXは20を越えており不安定です(S&P500が安定上昇するにはVIXは20を切らねばならない、と言われております)

 

 このまま上がったり下がったりを繰り返しながらS&P500は上昇するように思えますが、今迄の上がり方が少し急進すぎたように思えます

それでも米国ハイテク株は大幅下落していますがS&P500はそれほどでもありません、流石です

 

 ここで面白い記事がBloombergさんにあったので、ご紹介です、11/11記事と少し古いのですが、何も変わりません、今の投資状況を的確にとらえている、と思います

www.bloomberg.co.jp

内容をかいつまんでピックアップさせて頂きますと:

個人投資家はどこに多額のボーナスを投資すべきか:

気取るつもりがないなら、S&P500種株価指数のインデックスファンドに全額を投じて、そのまま放置すべきだ。

この「気取るつもりがない」がイイですねぇ〜

仮想通貨とか、気取ってはイカンのですよ

また「放置すべき」もイイです!

S&P500は、10年どころか20年30年保有してナンボという代物で、その為には放置どころか「買ったことなんて忘れちまえ!」なのです

毎日価格のアゲ・サゲを見るから心配になる訳です「ど〜しよう?」とかね?⬅この「毎日の価格を見ない」なんて事が出来ないのですよ、我々凡人には!⬅で、それが問題を引き起こす原因となります(個人の意見です)

もう一点、面白いことが載っています

今後インフレが高進し金利が上昇すると考えているなら、

● 固定利付債よりも変動利付債に投資した方がいい

● 家主が賃料に転嫁できる不動産に投資してもいいだろう

● インフレの影響を打ち消している企業や、成長率がインフレ率を上回っているテクノロジー業界イノベーションを売りにしている企業に投資してもいい

との事です、やはり

インフレになる?

のでしょうか・・・

 

さて、どうなるのでしょう?

 

 

 サイクル25は2019年12月に始まりました

サイクル24は2008年12月に始まりましたが、2008年9月にはリーマンショックがありました、サイクル25は2019年12月に始まりましたが、2020年3月には新型コロナによりS&P500は暴落し底値を付けています

 

 このままですとサイクル26は2030年12月に始まるのですが、その前後にも大きな株価暴落が来るのでしょうか?サイクルの始まる年月のプラスマイナス3ヶ月程度に暴落が来る、と言えるでしょうか?

 

さて、どうなるのでしょう?

 

 

尚、投資はすべて自己責任にてお願い申し上げます

 

以上です

 黒点数の推移にご興味のある方は「読者」登録されますと、更新時にメッセージが届きますので、たいへん便利かと存じます。

 本ブログ題名「なぜ地球磁極は逆転するのか?」と件名「太陽黒点数の推移を追う!」は内容に於いて一致しません。 これは、はてなブログ無料版を使っている上で成行き上そう成ってしまったからです。 これを回避するにはproに行くしかないそうです。 現在、proに移行する計画は無く、当面このままで行くしか無い状況です。 混乱させて大変申し訳ないのですが、よろしくお願い致します。

 尚、太陽の黒点に関する一般的な解説は、こちら: [太陽黒点 - Wikipedia]

 

最後まで読んで頂き、ありがとう御座いました。

 

免責:

本ブログにおけるデータハンドリングと解釈・プログラム作成・結果としての内容などに関し、本ブログ著作者はいかなる責任を負うものでもありません。

引用:

[1] 国立天文台 太陽観測科学プロジェクト 三鷹太陽地上観測

[2] List of solar cycles - Wikipedia

 

12月度その1 太陽黒点数の推移を追うシリーズ ➡ 直近48ヶ月のグラフ表示、米国NOAAさんのグラフも添付!

太陽黒点数の推移を追うシリーズ ➡ 直近48ヶ月のグラフ表示、米国NOAAさんのグラフも添付!

 

 

 黒点観測は、三鷹太陽地上観測さん [1] が行っており毎月データが公開されていて、これをグラフ化したものです(著作権国立天文台に属します、NOAJは略称です)

 

 何故48ヶ月かと言うと、黒点数は13ヶ月平均を取って調べるからです、ある月を取り上げた時、前方6ヶ月と後方6ヶ月を取り、合計13ヶ月の月平均を出します、これを月単位にスキャンし最小となる月が新しい太陽サイクルが始まる月です、それを調べるには48ヶ月あれば充分だからです

 1645年〜1715年、黒点がほとんど出現しない時期があり [マウンダー極小期 - Wikipedia、そのうちの30年間で観測された黒点数はわずか50個(本来なら4〜5万個)でした、マウンダー極小期が明けてから黒点数はほぼ11年単位に増減を繰り返しており、明けた最初の11年をサイクル1として、現在はサイクル25の時代に入っています

 三鷹さんの見解は「2019年12月にサイクル25は始まった!」です

そして終了したサイクル24は約100年の近代的観測史上、太陽活動は最低であった、との事です、これから始まるサイクル25がより活動を弱まらせれば、そしてそれが連続すれば、やはり困った事になる訳で、その辺りを追う事に致します

 

 

2017年12月〜2021年11月迄・48ヶ月間の太陽黒点数推移

三鷹太陽地上観測さん測定の月平均黒点数・48ヶ月(4年分)を表示(©国立天文台

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2021年11月は平均 33.92個、 北16.56、南17.36

2021年10月は平均 37.48個、 北14.95、南22.53

2021年09月は平均 45.75個、 北17.50、南28.25

2021年08月は平均 20.33個、 北10.39、南9.44

2021年07月は平均 28.32個、 北17.32、南11.00

2021年06月は平均 24.18個、 北12.88、南11.29

11月の黒点数は10月より下がりました、南半球が下がっています、少し元気がないですが次のNOAAさんの予測値を見ると今まで元気が有り過ぎたようで、予測値に近づいています!

 

NOAA(米国海洋大気庁)さんのグラフです

私のグラフより全体が分かりやすく表示され、かつ、サイクル25の予測カーブが載っています(但し、北半球・南半球の区別は三鷹さんだけです)

[Solar Cycle Progression | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] よりスクショしますと:

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2021年10月の黒点数を実測値 35.0(予測値24.0であった)としています、確認されたい場合は直接サイトでグラフ上にてご確認下さい、これは三鷹さんの実測値33.92に極めて近いです

黒ブルーの■ラインが実測値、その下に見える紫ラインが13ヶ月移動平均スムースラインと言う)、赤ラインが予測値

NOAAさん実測値と三鷹さん実測値との数値のズレは、NOAAさんは衛星による観測、三鷹さんは地上観測、から来るものと思われます、あと、NOAAさんは世界標準時三鷹さんは日本標準時、ですので9時間のズレがあり、その間に太陽は自転しますので見える黒点数に差が出る可能性はありますが、これは微々たるものでしょう(太陽の自転周期は、黒点が多出する中緯度付近で約27日) 

 下に1800年代からの黒点数グラフが出ています!

そして一番右側に、サイクル24と25が表示されています!200年のレンジで見ますとサイクル24と25は太陽活動が低下する時期、となっています

 

 

 

以上です

 

 本ブログにご興味のある方は「読者」登録されますと、更新時にメッセージが届きますので、たいへん便利かと存じます。

 本ブログ題名「なぜ地球磁極は逆転するのか?」と件名「太陽黒点数の推移を追う!」は内容に於いて一致しません。 これは、はてなブログ無料版を使っている上で成行き上そう成ってしまったからです。 これを回避するにはproに行くしかないそうです。 現在、proに移行する計画は無く、当面このままで行くしか無い状況です。 混乱させて大変申し訳ないのですが、よろしくお願い致します。

 尚、太陽の黒点に関する一般的な解説は、こちら: [太陽黒点 - Wikipedia]

 

最後まで読んで頂き、ありがとう御座いました。

 

免責:

本ブログにおけるデータハンドリングと解釈・プログラム作成・結果としての内容などに関し、本ブログ著作者はいかなる責任を負うものでもありません。

引用:

[1] 国立天文台 太陽観測科学プロジェクト 三鷹太陽地上観測

[2] List of solar cycles - Wikipedia

 

 

11月度その28 世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16EとクールーKOU、3日間の波形比較をする!

世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16EとクールーKOU、3日間の波形比較をする!

 

先日は、GOES衛星-16EとオタワOTTの平穏時3日間(11月18日〜21日)のデータについて波形を比較しました、これは逆相波形でした

本日は何と、GOES衛星-16EとクールーKOUの同じ3日間の波形比較です

クールーKOUのデータ公開が復活したのです、これは同相波形であって、面白い結果が出ています

ので、ご報告です

尚、クールーKOUとGOES-16Eとでは、クールーKOUの方が東に来ますので、ご注意下さい

 

クールーのあるフランス領ギアナにはナイアガラの4倍近くもある大きな瀑布があるようで、それが、

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こちらです

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、地磁気一般と当ブログモデルと電離圏一般です

地表の磁場強度マップ2020年

ESAより地球全体を示せば、

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当ブログの磁極逆転モデルは:

1.地球は磁気双極子(棒磁石)による巨大な1ビット・メモリーである、地球内核は単結晶の固体鉄であって永久磁石として磁場方向を記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能外核液体鉄は鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態であり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した時に書き換わる

[世界初!地球中心部の超高圧高温状態を実現 ~ようやく手が届いた地球コア~ — SPring-8 Web Site] さんの図に説明追加させて頂ければ:

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3.従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可でカオスである

 

地磁気方向定義とは

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電離圏とfoF2とは [電離層(Ionosphere)について解説] さんより

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上図は昼の状態で夜から昼への移行モデルを示せば [Ionosphere - Wikipedia] より、By Carlos Molina

電離圏S4シンチレーションマップはオーストラリア政府 [SWS - Section Information - About Ionospheric Scintillation] より

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[バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

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南緯30度西経60度を中心とするブラジル磁気異常では、地磁気が弱く内帯の端は高度200km程度まで降下しています

これより太陽に向かって上空ですと約9万kmの所に太陽風と地球磁気圏のぶつかり合うバウショック、約38万kmに月、約150万kmのラグランジュL1ポイントではDSCOVER衛星が太陽風を観測しています

 

 

ここから本文です

1.クールーKOU磁力線パターンと高度と緯度経度の確認です

図1:クールーKOU北緯5.21度に着地する磁力線パターンと高度

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クールーKOUの磁力線高度はわずか約14kmであり、電離圏に至らず成層圏で閉じています

 

 

2.GOES16EとクールーKOUの波形、入力となる2波形3日間を取る

期間は比較的平穏であった11月18日から21日までの波形、です

図2:クールーKOUとGOES-16Eの北方磁場強度の波形・3日間

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時差1.5時間で、クールーKOUの方が東にあり、両者の南中ラインを示します

Y軸は高さ400nTに揃えます、クールーKOUの値はマイナス・バイアスしています(-26,350nT)

両者の波形は同相となっています

 

 

3.南中マッチングを取り、両者の波形を重ねる

時差1.5時間で、クールーKOUがEast、G16EがWestとなります、両者の波形を南中時で重ねると、

図3:南中マッチ後のEast-クールーKOUとWest-G16Eの波形

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となり、同相です

 

 

4.各波形をフーリエ変換する

各波形をフーリエ変換し、パワーFFTスペクトルを取ります

図4:East_クールーKOUのパワーFFTスペクトル

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Idx4が周期24hのスペクトラムであって、Idx4の位相角を図中に示してあります、周期12hの2倍高調波Idx7もそれなりに存在していてIdx4とは逆の位相角となっています

 

図5:West_GOES-16EのパワーFFTスペクトル

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G16Eのパワースペクトルでは、Idx4(周期24h)のみが単独で強く、Idx7(周期12h)は強く表れてはいません

 

 

 

5.両者のIdx4正規化強度と位相角を円グラフにマップする

Idx4成分をより正確に数字で比較するため、正規化強度と位相角を円グラフ表現すると、

図6:両波形のIdx4成分解析の円グラフ

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となります、Gはギガで10の9乗です

両波形は位相角が共に正で非常に近く、従って同相で、クールーKOUのIdx4エネルギーはGOES-16Eの約1/3となっています

 

 

 

考察:

1.これまた面白い結果です

同相が円グラフで確認できました

2.Idx4に関する地上波の高調波成分ですが、

同相のクールーKOUではIdx4位相がでIdx7位相は

逆相のオタワOTTではIdx4位相がでIdx7位相も、Idx10位相は

となっています

3.電離圏との相互作用は無いと思われるクールーKOUでも2次高調波が生成されており、これがプラズマ流との相互作用で説明できるのか、考える必要があります

 

11月度の記事アップはここまでで、次回は12月度の記事となります

 

 

 

以上、今月もお付き合い頂き誠にありがとう御座いました

感謝です

 

11月度その27 世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16EとオタワOTT、3日間の波形比較をする!⬅修正あり!

世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16EとオタワOTT、3日間の波形比較をする!⬅修正あり!

 

先日は、GOES衛星-16Eと17Wの平穏時3日間(11月18日〜21日)の保存データについて波形を比較しました

本日は、GOES衛星-16EとオタワOTTの同じ3日間の波形比較です

面白い結果が出ています

ので、ご報告です

 

首都オタワにあるカナダ国会議事堂(世界遺産)、

カナダ・オタワの見逃せない観光スポットと世界遺産 7選 - Petite New York

です

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、地磁気一般と当ブログモデルと電離圏一般です

地表の磁場強度マップ2020年

ESAより地球全体を示せば、

f:id:yoshihide-sugiura:20211020051426p:plain

 

当ブログの磁極逆転モデルは:

1.地球は磁気双極子(棒磁石)による巨大な1ビット・メモリーである、地球内核は単結晶の固体鉄であって永久磁石として磁場方向を記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能外核液体鉄は鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態であり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した時に書き換わる

[世界初!地球中心部の超高圧高温状態を実現 ~ようやく手が届いた地球コア~ — SPring-8 Web Site] さんの図に説明追加させて頂ければ:

f:id:yoshihide-sugiura:20210407061301p:plain

3.従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可でカオスである

 

地磁気方向定義とは

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電離圏とfoF2とは [電離層(Ionosphere)について解説] さんより

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上図は昼の状態で夜から昼への移行モデルを示せば [Ionosphere - Wikipedia] より、By Carlos Molina

電離圏S4シンチレーションマップはオーストラリア政府 [SWS - Section Information - About Ionospheric Scintillation] より

f:id:yoshihide-sugiura:20211020052507p:plain

 

[バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

f:id:yoshihide-sugiura:20211024075540p:plain

南緯30度西経60度を中心とするブラジル磁気異常では、地磁気が弱く内帯の端は高度200km程度まで降下しています

これより太陽に向かって上空ですと約9万kmの所に太陽風と地球磁気圏のぶつかり合うバウショック、約38万kmに月、約150万kmのラグランジュL1ポイントではDSCOVER衛星が太陽風を観測しています

 

 

ここから本文です

1.まず、GOES-16EとオタワOTT磁力線パターンと緯度経度を確認です

図1:GOES-16EとオタワOTTを通過する磁力線パターン

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G16EとオタワOTTの経度差は、わずか0.6度であり時差3分で、オタワOTTが西に位置しています

オタワOTTの磁力線高度は約1,943kmであり、電離圏を抜けてバンアレン内帯を通過しています

 

 

2.GOES16EとオタワOTTの波形、入力となる2波形3日間を取る

期間は比較的平穏であった11月18日から21日までの波形、です

図2:GOES-16EとオタワOTTの北方磁場強度の波形・3日間

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両者の南中ラインを図に示してありますが、時差3分ですのでほとんど重なっています

Y軸は高さ400nTに揃えます、オタワOTTの値はマイナス・バイアスしています(-17,900nT)

両者の波形は見事に逆相となっています

 

 

3.南中マッチングを取り、両者の波形を重ねる

僅かな経度差ですが、GOES-16EがEast、オタワOTTがWestとなります、両者の波形を南中時で重ねると、

図3:南中マッチ後のEastとWest波形

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となり観測期間は、ほとんど3日間であり、逆相です

 

 

4.各波形をフーリエ変換する

各波形をフーリエ変換し、パワーFFTスペクトルを取ります

図4:East_GOES-16EのパワーFFTスペクトル

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Idx4が周期1日24時間1440分のスペクトラムであって、Idx4成分の位相角を図中に示してあります

 

図5:West_オタワOTTのパワーFFTスペクトル

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Idx4に続いて、Idx7、Idx10にもピークが出現し、各々の位相角を示してあります

周期表現した周波数成分は:

Idx4 24h(基本波)

Idx7 12h(2倍の高調波)

Idx10 8h(3倍の高調波)

となり、オタワOTTでは基本波24hの高調波が観測されています

 

 

5.両者のIdx4正規化強度と位相角を円グラフにマップする

Idx4成分をより正確に数字で比較するため、正規化強度と位相角を円グラフ表現すると、

修正:2021/11/29 11:50

宇宙の徒然を語るブロガー「まさき りお(id:ballooon)」さんからコメントで、

これはIdx4のパワーがGOES16Eの方がオタワより3倍強いということですか?

なるご指摘を頂き、正規化数字では 1 vs 0.3、強度数字では2.1G vs 0.5G、と比率がだいぶズレている数字を出していました、これはR言語の四捨五入仕様がIEEE仕様に従うのが原因で、このようなケースでは小数点以下は最低2桁まで出さないとズレが出ることに気が付き、修正致しました(差し替えました)

結果、比率はどちらも約4倍弱で揃いました

修正終わり

図6:両波形のIdx4成分解析の円グラフ

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となります、Gはギガで10の9乗です

驚愕すべきは、正規化された1.0は、GOES-16Eの方であったことです!

両Idx4のうち強い方を1.0として(正規化して)表現しています

図2・3を見て頂ければ分かるように、オタワOTTの磁場強度はマイナス・バイアス(-17,900nT)しており、GOES-16Eはそのままの波形で中央値が約100nT程度なのです

この条件下でGOES-16E基本波Idx4が、オタワOTTに比べエネルギー強度は約4倍弱も強いとは!

位相角は、見事に逆相であることを数値で観測表現しています

 

 

考察:

1.面白い結果です

FFTは振動成分を解析し(抽出し)バイアス成分(直流成分とかDC成分と言うことがある)を排除する、とは聞いていましたが、ここまで見事にフィルターが掛かるとは思っておりませんでした(実データでやると勉強になります!)

2.同じ経度で、高度35,786kmを通過する磁力線と北緯45.4度に着地する磁力線上の観測で:

・逆相になっている

訳でして、果して、オタワOTT磁力線が通過する高度1,943kmポイントで観測したらどのような相の波形が観測されるのだろうか、オタワOTTと同相か?はたまたGOES-16Eと同相か?という疑問が生じます

3.もっと基本的な疑問として、同じ磁力線パスではないのだけれども:

・何故、高度35,794kmと地上ではこうも北方磁力線強度が異なるのだろう?

・高度1,943kmで観測したら、オタワOTTと同レベルの18,000nT程度の磁場が観測されるのだろうか?

・北緯78.34度で観測したら、GOES-16Eレベルの100nT程度の地上磁場となるのだろうか?

と疑問は尽きません

4.オタワOTTのパワーFTTスペクトルで高調波が観測されるのは、電離圏とバンアレン内帯のプラズマ流により磁力線磁場が変動を受ける(変調される)ためで、GOES-16E磁力線の高高度と高緯度ではプラズマ流と磁力線の相互作用が極めて弱いため変動を受けにくい(高調波が発生しない)からである、と考えております

 

 

 

以上、お付き合い頂き誠にありがとう御座いました

感謝です

 

11月度その26 世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16Eと17W、3日間の波形比較をする!

世界の北方磁場強度シリーズ➡GOES衛星-16Eと17W、3日間の波形比較をする!

 

サイン波によるベンチマークを終え、いよいよ観測データによる3日間波形比較に入ります

まずは、GOES衛星-16Eと17Wの平穏時(11月18日〜21日)に保存しておいた波形で比較しました

ので、ご報告です(ご安心下さい、グラフ数はだいぶ減らしてあります!

 

GOES衛星、

です

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、地磁気一般と当ブログモデルと電離圏一般です

地表の磁場強度マップ2020年

ESAより地球全体を示せば、

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当ブログの磁極逆転モデルは:

1.地球は磁気双極子(棒磁石)による巨大な1ビット・メモリーである、地球内核は単結晶の固体鉄であって永久磁石として磁場方向を記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能外核液体鉄は鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態であり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した時に書き換わる

[世界初!地球中心部の超高圧高温状態を実現 ~ようやく手が届いた地球コア~ — SPring-8 Web Site] さんの図に説明追加させて頂ければ:

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3.従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可でカオスである

 

地磁気方向定義とは

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電離圏とfoF2とは [電離層(Ionosphere)について解説] さんより

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上図は昼の状態で夜から昼への移行モデルを示せば [Ionosphere - Wikipedia] より、By Carlos Molina

電離圏S4シンチレーションマップはオーストラリア政府 [SWS - Section Information - About Ionospheric Scintillation] より

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[バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

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南緯30度西経60度を中心とするブラジル磁気異常では、地磁気が弱く内帯の端は高度200km程度まで降下しています

これより太陽に向かって上空ですと約9万kmの所に太陽風と地球磁気圏のぶつかり合うバウショック、約38万kmに月、約150万kmのラグランジュL1ポイントではDSCOVER衛星が太陽風を観測しています

 

 

ここから本文です

1.まず、G16EとG17Wの波形、入力となる2波形3日間を取る

期間は比較的平穏であった11月18日から21日までの波形、です

図1:GOES-16Eと17Wの磁場強度波形・3日間

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G16Eが東側、G17Wが西側に位置し、両者の経度差は約62度で時差は約4.1時間です(けっこう離れています)

両者の南中ラインを図に示してあります

 

 

2.南中マッチングを取り、両者の波形を重ねる

G16EがEast、G17WがWestとなります、両者の波形を南中時で重ねると、

図2:南中マッチ後のEastとWest波形

f:id:yoshihide-sugiura:20211127063544p:plain

となり、観測期間は両端が削られ3.0日より減少し2.8日となります(この程度ですと周期24hは確実にIndex4に来ます)、LT12南中ラインは重なります

南中ラインが同じですので東も西もないのですが、出身元よりEast/Westと称しています

 

 

3.各波形をフーリエ変換する

各波形をフーリエ変換し、パワーFFTスペクトルを取ります

図3:East_GOES-16EのパワーFFTスペクトル

f:id:yoshihide-sugiura:20211127064845p:plain

Idx4が周期1日24時間1440分のスペクトラムであって、ArcSinにて算出したIdx4成分の位相角を図中に示してあります

 

図4:West_GOES-17WのパワーFFTスペクトル

f:id:yoshihide-sugiura:20211127065141p:plain

両波形のエネルギーはどちらもほとんどIdx4に集中し、位相角もほとんど同じであることが分かります

 

 

4.両者のIdx4正規化強度と位相角を円グラフにマップする

そこでIdx4成分をより正確に数字で比較するため、正規化強度と位相角を円グラフ表現すると、

図5:両波形のIdx4成分解析の円グラフ

f:id:yoshihide-sugiura:20211127071031p:plain

となります、Gはギガで10の9乗です

要するに、Idx4に着目するとG16Eの強度がG17Wの半分であることを除けば、両者はほとんど同じ波形である、となります

 

 

まとめ:

1.なかなか面白い結果が得られました、G16E_Idx4のエネルギー強度がG17Wの半分であるのはブラジルに近いからだと思われます

G16Eの西経75度に隣接する地上観測点ではどうなのでしょうか?

2.図5で、位相角を示すラインは必ず右半分に来ます

これは、波とは必ず360°で周回する(完結する)ので、開始点は必ず180°より手前でなければならない、からです

では角度はどうなのでしょうか?本例では位相角約13.5°ですのでスタート位置がsin13.5°=0.26に係数が掛けられた位置にある訳ですが、果してそこから上昇するのでしょうか、下降するのでしょうか?

それは微分すれば分かるハズなので、少し調べてみます

3.図の数ですが5で収まりました、今後は5で進めます!

 

 

 

以上、お付き合い頂き誠にありがとう御座いました

感謝です

 

11月度その25 世界の北方磁場強度シリーズ➡FFT波形比較3日間のサイン波ベンチマーク、2点間の時差6時間_経度差90度にてチェック!

世界の北方磁場強度シリーズ➡FFT波形比較3日間のサイン波ベンチマーク、2点間の時差6h_経度差90°にてチェック!

 

異なる2点間_3日間の波形表示を比較するには、波形の特徴を抽出して比較する必要があり、位相角の抽出にArcSinを使えば同相逆相が認識できることをベンチマークで確認しました

もう1点確認したいことは、2点間時差が6時間程度(経度差180度程度)で周期1日24時間1440分のスペクトラムがIndex4から3へシフトするのだろうか?という点です

そこで、時差6時間のベンチマークを同相で作成し、Index3へはシフトしない(Index4が中央値のままである)ことを確認致しました

ので、まとめのご報告です(やはりグラフ数が多いです、ご注意下さい!

 

[正弦波 - Wikipedia] より、

サイン曲線はコサイン曲線とまとめてシヌソイド曲線と呼ばれ、ばねによって吊り下げられた重りの振動は、平衡点まわりではサイン波として近似できる。

By Oleg Alexandrov、そして、

日々の平均気温を年間を通してプロットした際などにも荒いシヌソイドパターンが現れる。

と自然界には満ち溢れているのです

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、地磁気一般と当ブログモデルと電離圏一般です

地表の磁場強度マップ2020年

ESAより地球全体を示せば、

f:id:yoshihide-sugiura:20211020051426p:plain

 

当ブログの磁極逆転モデルは:

1.地球は磁気双極子(棒磁石)による巨大な1ビット・メモリーである、地球内核は単結晶の固体鉄であって永久磁石として磁場方向を記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能外核液体鉄は鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態であり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した時に書き換わる

[世界初!地球中心部の超高圧高温状態を実現 ~ようやく手が届いた地球コア~ — SPring-8 Web Site] さんの図に説明追加させて頂ければ:

f:id:yoshihide-sugiura:20210407061301p:plain

3.従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可でカオスである

 

地磁気方向定義とは

f:id:yoshihide-sugiura:20210423042502p:plain

 

電離圏とfoF2とは [電離層(Ionosphere)について解説] さんより

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上図は昼の状態で夜から昼への移行モデルを示せば [Ionosphere - Wikipedia] より、By Carlos Molina

電離圏S4シンチレーションマップはオーストラリア政府 [SWS - Section Information - About Ionospheric Scintillation] より

f:id:yoshihide-sugiura:20211020052507p:plain

 

[バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

f:id:yoshihide-sugiura:20211024075540p:plain

南緯30度西経60度を中心とするブラジル磁気異常では、地磁気が弱く内帯の端は高度200km程度まで降下しています

これより太陽に向かって上空ですと約9万kmの所に太陽風と地球磁気圏のぶつかり合うバウショック、約38万kmに月、約150万kmのラグランジュL1ポイントではDSCOVER衛星が太陽風を観測しています

 

 

ここから本文です

1.まず、サイン波+45度とサイン波の波形、基本となる2波形3日間を時差6時間で取る

この2波形の南中時をピーク値1.0に取り緑線で示す

図1:サイン波+45度と南中ライン3日間・4320分

f:id:yoshihide-sugiura:20211126012136p:plain

であり、時差6時間となる南中時を次のグラフで取ると、

図2:サイン波と南中ライン3日間・4320分

f:id:yoshihide-sugiura:20211126012204p:plain

となる

この2波形・サイン波とサイン波+45度は地球上の異なる経度2地点の磁場強度3日間とみなすのである

 

 

2.基本波をフーリエ解析する

2波形のパワーFFTスペクトルを示す、グラフ中にIndex4のArcSinによって求めた位相角も示す

図3:サイン波+45度のパワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211126012553p:plain

Index4が周期1日24時間1440分のスペクトラムであって、

図4:サイン波のパワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211126012613p:plain

こちらもIndex4に周期1日24時間1440分のスペクトラムが位置するが、位相角は異なる(強度は同じ)

そこで両者のIndex4強度と位相角を比較する円グラフを導入する

図5:サイン波とサイン+45°波のIndex4強度と位相角を表示する円グラフ

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オレンジが東側Sin+45で、マジェンダが西側Sinで、棒の長さが各Index4の強度を正規化して比で示している、どちらも同じ長さなので半径1.0の円周上に載る

位相角は棒の角度である、位相角は+90度から-90度の範囲右側のみに来るのである

位相角はどちらもマイナスなので同相であることを示している

 

 

3.南中時でマッチングを取り位相角を調べる

より正確に両波形を比較するため、両者の南中時マッチングを取ると時間は3日間より少し短くなる、マッチング前東側に在った波形をEast波形、西側に在った波形をWest波形と称する

図6:East波形

f:id:yoshihide-sugiura:20211126014440p:plain

であり、時差6時間でも2.8日に収まっている、West波形は、

図7:West波形

f:id:yoshihide-sugiura:20211126014555p:plain

となり、南中マッチングをしているので同じ位置に南中ラインが来ており、パワーFFTを取って実数部と虚数部からIndex4のArcSin位相角を入れれば、

図8:East波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211126014740p:plain

と、Index4にエネルギーが集中し、位相角-49.84度であり、同様にWestを取れば、

図9:West波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211126014824p:plain

こちらもIndex4にエネルギーが集中しており、位相角は-26.23度となる

これを円グラフで示せば、

図10:East波とWest波のIndex4強度と位相角を表示するグラフ

f:id:yoshihide-sugiura:20211126074657p:plain

となり、エネルギー強度はWestが比率0.9と少し小さい

位相角はどちらもマイナスで同相型であることを示している

 

 

まとめ:

1.時差6時間でも周期1日24時間1440分のエネルギーはIndex4に集中することが確認できた

2.解析はIndex4についてのみ行うことになろだろう、と考えており(他の周期まで手が回らない)それであれば円グラフで解析すれば良いことになる

EastとWestの例を取れば、図10で図8と9を消去できる(グラフ数を少なくできる)のである

3.この点を考慮しながら、ベンチマークは終了して、実データの解析に入ろう

まずはGOES-16Eと17Wの波形比較である、但し平穏時に限る、ベンチマークは超平穏時の波形を解析したからである

 

 

 

以上、お付き合い頂き誠にありがとう御座いました

感謝です

 

11月度その24 世界の北方磁場強度シリーズ➡FFT波形比較3日間のサイン波ベンチマーク、ArcSinで同相逆相を識別!⬅バグを修正!

世界の北方磁場強度シリーズ➡FFT波形比較3日間のサイン波ベンチマークArcSinで同相逆相を識別!⬅バグを修正!

 

二つの3日間の波形表示を比較するには、波形の特徴を抽出して比較する必要があり、特に同相逆相に関して明確に差異が分かることが必要で、波形のフーリエ変換を行って比較するベンチマーク・データをサイン波で作り周期1日24時間1440分成分の位相角をArcTanで求めたのですが、同相逆相を識別できず(直前の記事11月度その23)ArcSinにて求めて識別できました

ので、まとめのご報告です(少し削除しましたが、それでもグラフ数が多いです、ご注意下さい!

 

[正弦波 - Wikipedia] より、

サイン曲線はコサイン曲線とまとめてシヌソイド曲線と呼ばれ、ばねによって吊り下げられた重りの振動は、平衡点まわりではサイン波として近似できる。

By Oleg Alexandrov、そして、

日々の平均気温を年間を通してプロットした際などにも荒いシヌソイドパターンが現れる。

と自然界には満ち溢れているのです

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、地磁気一般と当ブログモデルと電離圏一般です

地表の磁場強度マップ2020年

ESAより地球全体を示せば、

f:id:yoshihide-sugiura:20211020051426p:plain

 

当ブログの磁極逆転モデルは:

1.地球は磁気双極子(棒磁石)による巨大な1ビット・メモリーである、地球内核は単結晶の固体鉄であって永久磁石として磁場方向を記憶している

2.この1ビット・メモリー書き換え可能外核液体鉄は鉄イオンと電子の乱流プラズマ状態であり、磁力線の凍結が生じ、磁気リコネクションを起こし、磁力線が成長し極性が逆で偶然に充分なエネルギーに達した時に書き換わる

[世界初!地球中心部の超高圧高温状態を実現 ~ようやく手が届いた地球コア~ — SPring-8 Web Site] さんの図に説明追加させて頂ければ:

f:id:yoshihide-sugiura:20210407061301p:plain

3.従って地球磁極の逆転は偶然の作用であり予測不可でカオスである

 

地磁気方向定義とは

f:id:yoshihide-sugiura:20210423042502p:plain

 

電離圏とfoF2とは [電離層(Ionosphere)について解説] さんより

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上図は昼の状態で夜から昼への移行モデルを示せば [Ionosphere - Wikipedia] より、By Carlos Molina

電離圏S4シンチレーションマップはオーストラリア政府 [SWS - Section Information - About Ionospheric Scintillation] より

f:id:yoshihide-sugiura:20211020052507p:plain

 

[バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

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南緯30度西経60度を中心とするブラジル磁気異常では、地磁気が弱く内帯の端は高度200km程度まで降下しています

これより太陽に向かって上空ですと約9万kmの所に太陽風と地球磁気圏のぶつかり合うバウショック、約38万kmに月、約150万kmのラグランジュL1ポイントではDSCOVER衛星が太陽風を観測しています

 

 

ここから本文です

1.まず、サイン波+45度とサイン波の波形、基本となる2波形3日間を取る

この2波形の南中時をピーク値1.0に取り緑線で示す

図1:サイン波+45度と南中ライン3日間・4320分

f:id:yoshihide-sugiura:20211125075008p:plain

であり、

図2:サイン波と南中ライン3日間・4320分

f:id:yoshihide-sugiura:20211125075032p:plain

となる

この2波形・サイン波とサイン波+45度は地球上の異なる経度2地点の磁場強度3日間とみなすのである

この2観測点がどこであるか分からないが、サイン波+45度の方が3時間(45度)東に位置していることは分かる、何故なら南中時が3時間早いからである

 

 

2.基本波をフーリエ解析する

2波形のパワーFFTスペクトルを示す、グラフ中にIndex4のArcSinによって求めた位相角も示す

図3:サイン波+45度のパワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211125161207p:plain

Index4が周期1日24時間1440分のスペクトルであって、

図4:サイン波のパワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211125161234p:plain

こちらもIndex4に周期1日24時間1440分のスペクトルが位置するが、位相角は異なる

図4でArcSin位相角がマイナス90度を越えているのは調べる必要がある!

バグ修正:2021/11/25 16:15

図3と4の位相角算出にバグがありましたので修正しました、マイナス90度を超えるバグは修正されました、下図における位相角は問題ありませんでした

バグ修正終わり

 

 

3.南中時でマッチングを取り位相角を調べる

 

両波形の南中時マッチングを取ると時間は3日間より少し短くなる、マッチング前東側に在った波形をEast波形、西側に在った波形をWest波形と称する

図5:East波形

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であり、

図6:West波形

f:id:yoshihide-sugiura:20211125080337p:plain

と短くなるが、両者は完全に同じ波形となって、パワーFFTを取って実数部と虚数部(実数虚数グラフは省く)からIndex4のArcSin位相角を入れれば

図7:East波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211125132037p:plain

と、位相角-37.82度であり、同様にWestを取れば、

図8:West波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

f:id:yoshihide-sugiura:20211125132111p:plain

こちらも位相角-37.82度と、完全に同じとなる、完全に同じになるのはArcTanでもArcSinでも同じである(但し値は両者で異なる、要調査)

これは同相のケースである

 

 

4.それでは逆相のケースを調べてみよう

サイン波+45度はそのまま、サイン波のボトム-1.0ポイントを南中時に設定すればよい

図9:サイン波+45度波形と南中時(図1と同じ)

f:id:yoshihide-sugiura:20211125093709p:plain

これは図1と同じで、

図10:南中時をボトムとしたサイン波

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これは南中時をボトムとしているので図2とは異なり、

両者の南中時マッチングを取ると、サイン波+45度の方がやはり東側にあるので、

図11:East波形

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と、

図12:West波形

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となり、横軸の長さは2.9日から2.4日と短くなっていて、完全に逆相となっている訳だが、FFT解析し(実数部虚数部は示さないでパワーのみ)ArcSinで求めた位相角を挙げると、

図13:East波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

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と、

図14:West波形パワーFFTスペクトルとArcSin位相角

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と、周期強度ピークがIndex4からIndex3に移り、Index3,4成分の位相角は逆符号で絶対値同値、となった(識別可能となった)!

 

 

まとめ:

1.ArcSinにて位相角を求めれば、同相逆相は識別できることが分かった

2.しかし、ArcTanArcSinで位相角が異なること、ArcSinでマイナス90度を超える値が出ていること、等の調査が必要である!マイナス90度を超えるのはバグでした(修正済み2021/11/25 16:15

3.あと、時差が広がると横軸が短くなり(本例では2.9日から2.4日)周期1日24時間1440分のスペクトラムがindex4から3へシフトする、しかし現在測定を進めているGOES-16Eと17Wと各観測点の時差で12時間に至るケースはない

どの程度の時差からIndex3に中央値が移るのか、は調べる必要があると思われますが

 

 

 

 

 

以上、お付き合い頂き誠にありがとう御座いました

感謝です