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

10月度その4 世界の北方磁場強度シリーズ➡カナダはオタワ・ミーノック・ヴィクトリアの北方磁場変動3年を追う!

世界の北方磁場強度シリーズ➡カナダはオタワ・ミーノック・ヴィクトリアの北方磁場変動3年を追う!

 

さて、北方磁場強度シリーズに戻って来ました!

例によって、まずカナダ3地点から行きます、経度から現地時間LocalTime(LT)を正確に計算し(15度で1時間)しかし30分単位の四捨五入でLT時間を出すようにしてます

 

 

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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IGRF-13より北極サイドを示せば、

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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

 

当ブログの磁気圏モデルは:

f:id:yoshihide-sugiura:20210422175415p:plain

 

極地電離圏における磁力線形状として:

f:id:yoshihide-sugiura:20210525070739p:plain

 

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

S4 Scintillation index at GPS L1 assuming 23 Local Time everywhere 

 

 

 

ここからが本文です

北方磁場強度の最小値と最大値3年間です

オタワOTTは:

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非常に強く磁場強度は増加しています

 

ミーノックMEAは:

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磁場強度そのものが他の2地区に比べ小さいです

 

ビクトリアVICは:

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微増であり、Y軸は50nTピッチにしてあります

 

 

長くなるので「縦軸UT横軸3年のグラフ」は省略しました、季節変動の時間依存はこのグラフでのみ分かるのですが、今は日変動を追っていますので省きました

 

 

北方磁場強度・最小値と最大値の時刻別カウントです

オタワOTT(西経75.55度)では:

f:id:yoshihide-sugiura:20211004014025p:plain

LT11時台に最小値、

LT16時台に最大値を観測する

 

ミーノックMEA(西経113.35度)では:

f:id:yoshihide-sugiura:20211004022720p:plain

LT10.5時台に最小値、

LT15.5時台に最大値を観測する

 

ビクトリアVIC(西経123.42度)では:

f:id:yoshihide-sugiura:20211004024125p:plain

LT10時台に最小値、

LT15時台に最大値を観測する

 

 

最小値がシャープなピーク特性を示す所から、最小値分析を進めています

オタワOTT・ミーノックMEA・ビクトリアVICの最小値の時間別カウントは:

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こうなります

凡例に各位置の北緯と西経を示してあります(経度から言うと、東から太陽の昇る順にオタワ➡ミーノック➡ビクトリアです)

続いてフランス・シャンポンCLF、日本・柿岡KAKを加えます

 

 

 

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

10月度その3 エルニーニョ南方振動ELSOと太陽黒点数の相関を追うシリーズ➡過去48ヶ月の太陽黒点数とエルニーニョ&ラニーニャの相関グラフを取る!➡訂正あり!

エルニーニョ南方振動ELSOと太陽黒点数の相関を追うシリーズ➡過去48ヶ月の太陽黒点数とエルニーニョラニーニャの相関グラフを取る!➡訂正あり!

 

エルニーニョ南方振動ELSOと太陽黒点数との相関を調べる目的で、最新2021年9月の太陽黒点数データからさかのぼる事、過去48ヶ月間のグラフを取りました

月一の報告となります

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

エルニーニョラニーニャ・データは [エルニーニョ・南方振動 - Wikipedia] を参照しています:

以下にWikiより約4年分の最新リストを提示致します

2016年夏 - 2017年春 ラニーニャ 北海道を中心とした8月の長期的な大雨・豪雨
1951年に気象庁が統計を取り始めて以来、初めて東北地方の太平洋側に台風が上陸した。
また北日本では平年より7日 - 10日早い初雪・初冠雪を観測し、関東甲信越では2016年11月に初雪・初冠雪を観測した(関東甲信越で11月に初雪・初冠雪が観測されたのは1962年11月以来、54年ぶりとなる)。
このほか、2017年1月中旬と2月中旬、3月上旬は日本国内(平成29年日本海側豪雪)のみならず、国外の多くで10数年に1度の北半球最大規模の大寒波が襲来した。
2017年秋 - 2018年春

この冬(2017年12月~2018年2月)の平均気温は約1度程度低かった。

そして冬の積雪は平年よりかなり多く、日本規模で寒冬となった。

2018年秋 - 2020年春 エルニーニョ

( 2018年9月 ) 9月4日に近畿地方にかなり台風接近して危険な暴風となった

9月7日~9月10日は秋雨前線が近づいて西日本では断続的に雨が降り続いた。

冬はほぼ全国的に暖冬で、南西諸島は記録的暖冬 、西日本や東日本でも顕著な暖冬となり、西日本の日本海側は記録的少雪となった。

2019年5月~7月は北日本を中心に記録的な長期高温・長期日照・長期少雨となった。

2019年6月は南米で大量の雹が局地的に降り、欧州で長期的な異常高温になるなど異常気象が発生した。

2019年12月から2020年2月にかけて日本では北日本を除き、2006年12月 - 2007年2月当時を凌ぐ記録的な大暖冬となった。

2020年秋 -2021年春 ラニーニャ

2020年初冬より日本国内を中心に、数年に1度の最大規模の大寒波が襲来し、12月14日から21日までの7日間の総降雪量が200センチ(2メートル)を超えた地点が数地点と、主に東日本と北日本の各日本海側、および山陰地方を中心に記録的な大雪を観測した

2021年1月上旬には日本のみならず、中国や韓国などの東アジアや一部の欧州でもでも数年に1度の最大規模の大寒波が襲来し、特にスペインの首都マドリードでは半世紀(50年)ぶりの大雪となった

2021年春(3月〜5月)まではラニーニャ状態である、と宣言されました、しかし10月3日現在、Wikiに秋(9月〜11月)の予測は載っていません

これは夏に続いて2021年秋も、エルニーニョでもラニーニャでもないニュートラルな季節となる事を意味します

 

黒点数データは直近48ヶ月(従って2021年9月よりさかのぼる事4年分)のデータを解析しており、そこにエルニーニョラニーニャ・データを被せたグラフが、以下のグラフです

黒点数は [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] さん公開データです

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マジェンダが太陽南半球の黒点数、シアンは太陽北半球の黒点数、で横軸は年月

その上に高さ5固定で、ブルーがラニーニャ状態の月、オレンジがエルニーニョ状態の月を上乗せ

ブルー(ラニーニャ)とオレンジ(エルニーニョ)が重なる事はない!

Wikiのデータは、「春」とか「秋」の季節を使用しており、ここで:

 春 ➡ 3/4/5月

 夏 ➡ 6/7/8月

 秋 ➡ 9/10/11月

 冬 ➡ 12/1/2月

としています、ここで2021年5月まではラニーニャでしたが、夏(6月〜8月)はどちらでもないニュートラル状態となり、秋(9月〜11月)もニュートラルが予測されています

予測に関しましては、以下のウェザーニュースさんが優れています(9月10日気象庁発表の記事です)10月以降はラニーニャ発生確率30%としています

weathernews.jp

 

 

まとめ:

1.直近の月単位48ヶ月の太陽黒点数とラニーニャエルニーニョかを示すグラフ上で2021年5月まで(2021春)はラニーニャであり、6月〜8月の夏はニュートラルとなった

 

2.2021年9月〜11月(秋)もニュートラルな状態が予測されており、振動なので、次(即ち2021冬以降のどこか)に来るのはエルニーニョとなるのである

ここで、気象庁は10月以降ラニーニャになる確率30%としている

しかし、1949年から2021年までラニーニャニュートラル➡ラニーニャとなった事例はない [エルニーニョ・南方振動 - Wikipedia]

ここで訂正です!2021/10/04 18:00

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:

ニュートラルの状態は過去長い時でどれくらいなのでしょうか?

なる質問を頂戴し、調べましたら上記部分の記述が間違えていた事が分かりましたので訂正です

[エルニーニョ・南方振動 - Wikipedia] より:

まず1:

1992年夏までエルニーニョで、

1992年秋・1992年冬・1993年春まで3期ニュートラルで、

1993年夏から再びエルニーニョになった

そして2:

2009年秋までエルニーニョで、

2009年夏は1期ニュートラルで、

2009年冬から再びエルニーニョになった

そして3:

2013年秋までラニーニャで、

2013年冬・2014年春まで2期ニュートラルで、

2014年夏から再びラニーニャになった

そして4:

2017年春までラニーニャで、

2017年夏は1期ニュートラルで、

2017年秋から再びラニーニャになった

と1949年から2021年までに4回、間にニュートラルを挟んで、前後に同じ状態となった事例がありました

ご質問にありました最長のニュートラル期間は「その1」で示される

1992年夏までエルニーニョで、

1992年秋・1992年冬・1993年春まで3期ニュートラで、

1993年夏から再びエルニーニョになった

の3期(3シーズン)と思われます

 

以上、訂正してお詫び申し上げます

訂正終わり

 

 

 

 

お付き合い頂きまして、誠にありがとう御座いました

感謝です

 

 

 

10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10月〜2021年9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10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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 S&P500も陰りが出て来ました!VIXも10月初め20を上回りました(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)

 

ご参考まで(少し古いですが)10月1日のブルームバーグ記事です:

www.bloomberg.co.jp

 

さて、どうなるのでしょう?

 

 

 

 

 太陽黒点数ですが、サイクル25は2019年12月に始まった、とされています

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

 

10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10月〜2021年9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

2021年05月は平均 17.88個、 北14.00、南3.88

2021年04月は平均 23.80個、 北4.08、  南19.72

9月の黒点数は大幅に上昇で、この4年間で最大となりました!

 

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9月の黒点数を実測値 51.5(予測値19.7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45.75とまぁまぁ一致、と言えるでしょうか

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

 

9月度その21 世界の北方磁場強度シリーズ➡シューマン共鳴について、もう少し!

世界の北方磁場強度シリーズ➡シューマン共鳴について、もう少し!

 

先日取り上げた地球を7.83Hz電磁波で取り巻くシューマン共鳴ですが知識を広めておく事は悪くない、と言う事で、もう少し調べましたのでご報告です

 

 

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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IGRF-13より北極サイドを示せば、

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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:

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

 

当ブログの磁気圏モデルは:

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極地電離圏における磁力線形状として:

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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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ここからが本文です

 

まず、波一つとは [正弦波 | 高校物理の備忘録] より一部コメントを加えて図をアップさせて頂きますと:

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こうなります、通常は横軸時間"t"でグラフが書かれるケースが多いのですが、これは距離"x"でしたので取り上げました

ひとつの波の長さはλで示されますが、このλが地球周囲の長さ4万kmである波が最も基本的な波となります(地球周囲から見れば、です)それより長い定在波は地球上で存在し得ないからです

ここで地球周囲は4万kmですから、この波長が何Hzに相当するのか?というと光速30万km/秒を4万kmで割って、7.5Hzとなります(よく知られているように光は1秒間に地球を7回り半する、です)、これがシューマン共鳴の基本派7.83Hzとなるだけの事です

 

英文Wiki [Schumann resonances - Wikipedia] より

By derivative work、上図で7.83Hzが基本波である

 

この原因ですが、英文Wikiによれば「雷」という事で世界各地の落雷エネルギーが地表と電離層の間で反射共鳴して波を作る、その基本波が7.83Hzである、となります

落雷による共鳴アニメを載せれば(画像はjpegで、アニメは英文Wikiへ行きませんと見れないです、気が付きませんでした)、

File:Schumann resonance animation.ogv

地表に縦に出る黄色い線が稲妻で、電離層で反射し共鳴しています

地表では常に約2,000雷雲が発生していて毎秒約50落雷が発生しており、これがシューマン共鳴のエネルギー源である

との事です、電離層を通じて降り注ぐ太陽光が原因かと私は思いましたが、そうではないようです、電離層はあくまでも共鳴の容器(キャビティ)を構成している事になります

 

シューマン波の強度を毎年観測していれば地球全体の落雷増加傾向度合い%が分かり、この結果、地球温暖化の分析に用いられている、との事です

このシューマン波観測アンテナは世界各地に設置されており、雷雲そのものは、アフリカが最も多く、続いて南米と東南アジアが続くそうです

 

 

 

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

 

 

9月度その20 世界の北方磁場強度シリーズ➡米国衛星GOES-17Wの波形にFFTを掛けて周波数分析する!

世界の北方磁場強度シリーズ➡米国衛星GOES-17Wの波形にFFTを掛けて周波数分析する!

 

先日、準リアルタイムで3日間のGOES-17West衛星とVICのデータを比較した波形グラフをアップ致しました

ここで、また新たな別の3日間になりますが、17Wの波形にFFTフーリエ変換)を掛けて周波数分析をしましたので、ご報告です

 

 

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:20210826182214p:plain

IGRF-13より北極サイドを示せば、

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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:

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

 

当ブログの磁気圏モデルは:

f:id:yoshihide-sugiura:20210422175415p:plain

 

極地電離圏における磁力線形状として:

f:id:yoshihide-sugiura:20210525070739p:plain

 

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:20210907163716p:plain

 

 

 

 

ここからが本文です

GOESは米国東側と西側の赤道上高度35,880kmに打ち上げられた静止気象衛星で、以下のイメージで示される太陽風によって歪められた地球磁場(磁気圏)を地球と一緒に回転しながら測定しています

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2021年9月21日11時0分から24日10時59分(UT)72時間におけるGOES西側17W衛星の北方磁場強度の波形を示すと、

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となります、横軸はUT時間で示され、赤縦線が17Wの西経137°におけるLocal Time(LT)12時です

データは分単位の値(分単位の平均値)で表示されており、72時間は4320分であり4320点の波形がプロットされています

 

これにFFTを掛け、パワースペクトラを全域に対し示すと、

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こうなります、R言語fft関数を使っての表示です

横軸"index"は周波数を示しておりこのグラフでは1から4320まで4320ポイント存在し、左端"1"が1サイクル72時間に相当し右端"4320"が1サイクル1分に相当する周波数です、周波数の単位はHzで1サイクル1秒が1Hzですが、これだけの長い波形ですと周波数の逆数である時間で表示説明しています

縦軸"abs()^2"はFFT解析結果の絶対値の2乗であり、2乗で各周波数成分のエネルギー分布が示されます、単位は10のN乗で表示されています、例えば"3e+09"は「3掛ける10の9乗」です

"W17X"の意味は、GOES-17West衛星の測定北向X成分、の意味です

FFTの結果は横軸中央で左右対称となり左側半分のみが有効となります、このグラフは「確かに左右対称になっている」事を確認デバッグする目的で出しています

 

そこで左側に着目し拡大しますと、

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こうなります、周波数軸で1サイクル72hから3.6hまでを拡大表示しています

72h成分も僅かにありますが、18h成分にエネルギーが集中している事が分かります

FFT分析は10月からVICの3日間データにも適用してみよう、と考えています(分布に差が出て来るか?ですね)

 

 

所で、1周波数成分の事をスペクトラムと言います、複数形をスペクトラと言います(スペクトルと言う場合もありますが単数スペクトラムの事だと思います、次に述べるように複数形はあくまでも最後に-aが付くそうです)

実はdataも同じでして、dataは複数形で単数形をdatumと言います(ですが現在まず単数datumを使う人はいません)

[【英語よくある勘違い】dataは単数形か複数形か? | Englishに英語] によれば、

単数形datumの複数形がdataです。どちらもラテン語からきた言葉です。datumという単語は1640年頃に英語に導入されます。

だそうで、

ラテン語を語源とする単語は複数形の語尾が-aになります。

agenda、media、等も複数形で単数形はagendum、mediumだそうです

 

 

 

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

 

9月度その19 世界の北方磁場強度シリーズ➡電磁波の極超長波について知っておこう!

世界の北方磁場強度シリーズ➡電磁波の極超長波について知っておこう!

 

名古屋大学さんより「磁力線と粒子の関係」を学び、京都大学さんより「電離層電気伝導度について」を学びましたが、ここで極超長波の電磁波について知っておきたいと思います

要するに静磁場のことなのですが、完全なる静磁場なんて有り得なくて必ず振動しますから電磁波になる訳で、静磁場に近い極めてゆっくり振動する電磁波の振る舞いについて知っておこう、という事です

 

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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IGRF-13より北極サイドを示せば、

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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

 

当ブログの磁気圏モデルは:

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極地電離圏における磁力線形状として:

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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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ここからが本文です

[極超長波 - Wikipedia] によれば:

極超長波とは、周波数が超長波(VLF)よりも低い、3kHz以下の電波である。波長は100km以上となる。地球の持つシューマン共鳴の周波数帯域でもある。 

シューマン共鳴?まぁそれは後で追うとして、3kHz程度ではまだまた本ブログが対象とする振動領域より高いのですが、それも置いといて続けますと、

搬送波の周波数が極めて低く、通信速度の上限も極めて低い。テキストデータの場合、3文字の送信に15分も掛かるなど非常に低速である。

え! 3文字15分ですか、それは凄い、3文字というと3x8=24bitですから24ビット送るのに15分とは、、、

また、送信設備のアンテナ長も90kmと極めて巨大になるために、通信設備の建設費用が高価である。

え! アンテナの長さが90kmですか、東京ー熱海で100kmですから、とてつもない長さのアンテナです、アメリカ的です

極超長波は大地や水中を通り抜ける。

そういう事ですね、だから静磁場も地中や水中で伝わる

従って、通常の環境下での通信に利用される周波数の電波が急激に減衰して利用不可能になる場所との通信に利用される。例えば、鉱山内外での通信、

その他として、

海中を航行する潜水艦への短縮コードを用いた指令送信(潜水艦側からの返信は不可能)にも利用されている。 

ぎぇ〜、やっぱりそうでしたか!

電磁波は水中にて伝搬しない、潜水艦が電波で交信なんて聞いた事がない、と思っていましたが極超長波であれば一方通行で可能ですか!

ヤレ!」なんて3文字が発信されるのですか・・・(怖いですね〜、だけどこれだからWikiは止められない!淡々と「、、、にも利用されている」なんて出て来るので!)

「潜水艦からの返信は不可能」とありますが、それは、まず長さ的に無理でしょうね、長さ90kmのアンテナを装備した潜水艦なんて聞いた事がない

しかし待てよ、盗聴は容易だろう、極超長波は地中水中減衰する事なく伝搬する訳だから容易に盗聴可能だろう、しかし、発信する側も盗聴する側もアンテナの存在は相手側衛星からバレバレにバレる

しかし待てよ、地下トンネル内にアンテナを設置すれば衛星から探知される心配はないか・・・この辺で止めておきます

ここで、ウィスコンシン州クラム湖にある米国海軍の極超長波通信サイトにおけるアンテナの写真をアップすると、

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う〜む、電信柱、、、ですね?

 

 

地震との関係として、

いくつかの観測局が、地震の前に極超長波のスパイク状の信号が観測されたと報告している。例えば、1989年にカリフォルニア州で発生したロマ・ブリータ地震(M6.9)などである。この現象が地震の早期警戒システムに利用できるとして、地震と極超長波との関係が研究されている。

なるほど、これは有りと思えます、元々岩石は圧力を受けるとピエゾ効果で起電力が発生しますし、長さ90kmに及ぶ断層が極超長波の電磁波を発生する事は充分考えられ、これは岩石中や水中を減衰する事なく伝搬しますので地震予測に使える可能性は高いでしょう

上述の例はアメリカ・サンディエゴに潜水艦基地がありますからそこでの観測だろうと想像されますが、日本でとなると、、、

まず対象は南海トラフでしょう、であればリニア新幹線のトンネル内に90km級アンテナを設置する事が考えられます、受信専用であれば潜水艦に設置できるのですから90kmもの長さは必要ない(だけど精度を上げようとすれば恐らく90kmは欲しい?)・・・この辺で止めておきます

 

 

さて、冒頭に出てきた [シューマン共振 - Wikipedia] ですが、

シューマン共振あるいはシューマン共鳴は、地球の地表と電離層との間で極超長波 が反射をして、その波長がちょうど地球一周の距離の整数分の一に一致したものをいう。その周波数は7.83 Hz(一次)、 14.1 Hz(二次)、 20.3 Hz(三次)、……と多数存在する。常に共振し続けているので常時観測できる。 

地球を一周する定在波

なるほど、そういう事でしたか、ただ7.83Hzと言えど本ブログが対象とする地磁気変動の周波数よりは格段に高いのです、8Hzとして1秒間に8サイクル存在する波形ですが地磁気変動では24時間に1サイクルとかの日変動レベルですので

シューマン共鳴ですが、

1952年、ドイツの物理学者であるシューマン (米国イリノイ大学在籍) により発見された。

だそうで、頭の良い人がいるもんです

シューマン共振のエネルギー源は雷の放電や太陽風による電離層の震動だといわれている。 

なるほど、電離層起因であるとすれば、上図左側が夜間でしょう、夜間E層とF層の2層に縮退している電離層は昼間には上昇して4層に分化し活発化しますから、右側が昼間でしょう(但し、これは私の想像です)

 

 

では、静磁場はシールド(遮断)出来ないのだろうか?と言うと、これが遮断出来てTDKさんの

[第82回「磁気シールドの技術と材料」の巻|じしゃく忍法帳|TDK Techno Magazine]

によれば、

磁石の磁気は、アルミニウムや銅などの金属さえも貫通します。しかし、磁石の磁気を遮蔽する物質は身近にも存在します。それは鉄です。鉄をはじめとする強磁性体は、磁束をよく吸収するために、磁気シールド効果をもつのです。

なるほど、、、

たとえば磁石はスチール缶を吸いつけますが、磁石をスチール缶内の中央に格納すると、磁気はスチール缶外部にほとんど現れなくなります。逆に磁石をスチール缶の外に置くと、スチールの磁気シールド効果により内部空間の磁界は微弱になります。

微弱ですか、ゼロにはならない?

物質の磁束の吸収しやすさのことを透磁率といい、真空の透磁率との比を比透磁率といいます。銅や鉛などの非磁性金属の比透磁率は1前後ですが、鉄、コバルト、ニッケルでは1000以上もあり、このため磁束をよく吸収し、また磁石に吸いつくのです。

電離層やバンアレン帯に鉄やコバルトやニッケルは存在しないので、磁力線や静磁場がシールドされる事はないだろう

 

 

 

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