３月度その５ 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ フレデリックFRDの地磁気変動3年間を調べ、GOES-16Eとの波形3日間を比較する！
フレデリックFRDの３年間磁場強度変動と24h統計グラフと３日間波形解析です
お付き合い頂ければ幸いです
１．世界観測点マップと磁気赤道上の磁力線高度マップです
まず、世界まとめマップから全体の位置関係の把握です
図１：世界観測点マップ
中央横の緑ドットラインが、磁気赤道_2021です
図２-1：各観測点の磁気赤道上の磁力線高度マップ
電子ベルトは陽子ベルトに被っています、詳細を示せば：
図2-2：日本原子力機構JAEAさん [電子、陽子（バンアレン帯）のエネルギー別線量分布] より
バンアレン内帯では電子数リッチと考えられます
２．フレデリックFRD３年間の北方地磁気変動と最大値最小値カウントグラフ
図３−１：2020年3月1日から2023年2月28日の3年（365x3日）
Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nT
FRDもOTTほどではありませんが、季節変動が見えます
磁場強度と黒点数の相関は最大最小の幅に出ると考えており、以下のグラフを取っています
図３−２：磁場強度最大最小と黒点数最大最小のグラフ
Y切片の●は、サイクル25が始まった2019年12月の値で、最大最小の幅が狭い時と考えられます
表示は、月単位に引き伸ばされています
図３−１に表示された有効日データのみを使い、
図４：24時間の最小値・最大値出現時刻と回数の統計グラフ
凡例にあります「● ピーク数=1+2」は：
第１ピークはシアンでシアンピークは１ヶ所のみ、第２ピークのマジェンダには2ヶ所ピークがある（合計でピーク数は3）
ピーク定義は、平均値を少なくとも２h連続して超えるパターンであって、かつ1hでも平均値を下回ればそのピークは脱出した、としています
３．フレデリックFRDとG16Eの波形3日間とFFT結果です
図５：FRDがオレンジ、G16Eはシアン
逆相です
図６：上図の波形よりG16EパワーFFTスペクトル
G16Eでは、概略ですが24h>72h=12h=8hです
図７：FRDのパワーFFTスペクトル
綺麗に、24h>12h>8h>72hです
何らかの潮汐振動があるようで、12h成分がそれなりに強く出ます
まとめ：
FRDでは、図2-1より、バンアレン内帯の影響が支配的であろう、と考えられます
コメントバック
リオ同志(id:ballooon)！
お忙しい中での連続コメント、誠にありがとう御座います、感謝です
＞オタワもフレデリックも図3-2の2月の最小値が落ちてますね。やはり磁気嵐でしょうか？
＞2月末にコロナ質量放出があってイングランド南部やドイツ中部にオーロラが出た
あッ、そうでしたか！
知りませんでした、ありがとう御座います
＞その時のK-indexを調べたら、紫色の・・・
Severe stormとありますので、調べたらsevere（ひどい）という意味でした
私も知りませんでした！
しかし、NICTさんの宇宙天気予報を極めて有効に活用されておらますね？
体調は徐々に回復傾向です
同志も体調管理にお気を付けてお仕事進めて下さい
以上でした
コメバック終わり
尚、地磁気データはINTERMAGNETさん [The INTERMAGNET Vision and Mission] 経由で各地磁気データを世界の各観測点さんからダウンロード、
GOESデータはNOAAさん [GOES Magnetometer | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] からダウンロードしています
ここに皆々さま方に深く感謝申し上げます
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
３月度その４ 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ オタワOTTの地磁気変動3年間を調べ、GOES-16Eとの波形3日間を比較する！
オタワOTTの３年間磁場強度変動と24h統計グラフと３日間波形解析です
お付き合い頂ければ幸いです
１．世界観測点マップと磁気赤道上の磁力線高度マップです
まず、世界まとめマップから全体の位置関係の把握です
図１：世界観測点マップ
中央横の緑ドットラインが、磁気赤道_2021です
G17WがG18Wに置き換わっています！
図２-1：各観測点の磁気赤道上の磁力線高度マップ
電子ベルトは陽子ベルトに被っています、詳細を示せば：
図2-2：日本原子力機構JAEAさん [電子、陽子（バンアレン帯）のエネルギー別線量分布] より
バンアレン内帯では電子数リッチと考えられます
２．オタワOTT３年間の北方地磁気変動と最大値最小値カウントグラフ
図３−１：2020年3月1日から2023年2月28日の3年（365x3日）
Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で700nT（OTTは700nT幅でした！）
毎年夏に強度が増大する、OTTは季節変動が最も顕著です
磁場強度と黒点数の相関は最大最小の幅に出ると考えており、以下のグラフを取っています
図３−２：磁場強度最大最小と黒点数最大最小のグラフ
Y切片の●は、サイクル25が始まった2019年12月の値で、最大最小の幅が狭い時と考えられます
表示は、月単位に引き伸ばされています
図３−１に表示された有効日データのみを使い、
図４：24時間の最小値・最大値出現時刻と回数の統計グラフ
凡例にあります「● ピーク数=1+2」は：
第１ピークはシアンでシアンピークは１ヶ所のみ、第２ピークのマジェンダには2ヶ所ピークがある（合計でピーク数は3）
ピーク定義は、平均値を少なくとも２h連続して超えるパターンであって、かつ1hでも平均値を下回ればそのピークは脱出した、としています
３．オタワOTTとG16Eの波形3日間とFFT結果です
図５：オタワOTTがオレンジ、G16Eはシアン
逆相です
図６：上図の波形よりG16EパワーFFTスペクトル
G16Eでは、24h>72h=12h=8hです
図７：オタワOTTのパワーFFTスペクトル
綺麗に、24h>12h>72h>8hです
何らかの潮汐振動があるようで、12h成分がそれなりに強く出ます
まとめ：
OTTでは最も磁力線高度が高く（図2-1）バンアレン内帯の影響が最も強く出ている、と考えられます
尚、地磁気データはINTERMAGNETさん [The INTERMAGNET Vision and Mission] 経由で各地磁気データを世界の各観測点さんからダウンロード、
GOESデータはNOAAさん [GOES Magnetometer | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] からダウンロードしています
ここに皆々さま方に深く感謝申し上げます
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
３月度その３ 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ 初めに、G16E/G18Wのグラフをアップする！
世界各観測点における北方磁場強度測定の再開です
まず、G16EとG18Wのグラフです
3月GOESの準安定データは、UT3月9日から11日です、その間のNICTさんグラフ（foF2値,TEC値,K-index値）は時差の関係で、UT3月10日からとなりました
お付き合い頂ければ幸いです
１．GOES-16E３年間の北方地磁気変動と最大値最小値カウントグラフ
図１：2020年3月1日から2023年2月28日の3年（365x3日）
Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nT
図２：有効日データにおける最小値・最大値の出現回数_統計グラフ
凡例「● ピーク数=1+1」の意味は：
第１ピークはマジェンダであり、第２ピークはシアンである
低緯度ピーク数の特徴と同じです
ピークの定義は、平均値を少なくとも２h連続して超えるパターン、であって、1hでも平均値を下回ったらそのピークは脱出した、としています
２．GOES-18W３年間の北方地磁気変動と最大値最小値カウントグラフ
このデータは大半がG17なのですが、G18として表示しています
図３：2020年3月1日から2023年2月28日の3年（365x3日）
Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nT
図４：有効日データにおける最小値・最大値の出現回数_統計グラフ
G16Eとの違いは、マジェンダでLT15時台（UT0時台）に急に凸となる動作です
３．GOES-16Eと18Wの波形3日間とFFT結果
G16がシアン、G18がオレンジ、です
変動成分のみを取り出しています、現時点で波形がマイナスに振れている訳ではありません
図５：3月9日00時00分〜11日23時59分（UT）両観測点の波形
両波形ともに準安定です
図６：G16EのパワーFFTスペクトル
24h成分が非常に強く安定しています
凡例のレシオ表記が " ● " なのは、第1ピークがマジェンダ(最大値)側である事を示しています
図７：G18WのFFT解析結果、これもシアンで示します
同様です
４．NICTさんより
UT3月10日から2日の日本上空における電離層 [予報 | 電離圏領域 | 宇宙天気予報] を見ると、
図８：foF2値、TEC値、K-index値、日本上空、日付はグラフ下に記載
でありK-indexは、総じて安定であった事が分かります
3月9日も安定であったと思われます
まとめ：
１．続いて各観測点のグラフ取得に入ります
コメントバック
リオ同志(id:ballooon)！
超お忙しい中でのコメントありがとう御座います、感謝です
＞先月末にセブンストームが出たのは知っていましたが、その後も安定していなかったのですね？
セブンストームって磁気嵐ですか？
いえいえ、体調を崩してサボっていただけでした！
＞良い波形が取れて良かったです！
全く、です
ありがとう御座いましたです
マシンの調子が戻ったみたいで、＞形式のコメバックに戻しました
今後ともよろすくお願い致します
コメバック終わり
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
３月度その２ ARIMA予測シリーズ ➡ 23年4月始値のS&P500とVIXを予測する！
R言語を使ったARIMA予測シリーズを月初にアップ致します
対象は、S&P500とVIXの２点に絞りました
S&P500とVIXは翌月初の始値を予測します
お付き合い頂ければ幸いです
図１：S&P500の４月始値予測：出典
S&P 500 (^GSPC) Historical Data - Yahoo Finance
４月初めには上がるか下るか分からない、と言っています
ARIMA(0,1,0)では、これをドリフト状態と表現しています
S&P500のARIMA予測は、ほとんど役に立ちません！
図２-１：VIXの４月始値予測：出典
CBOE Volatility Index (^VIX) Historical Data - Yahoo Finance
４月始値は20.39➡23.09に増加する、として中央値予測が出ています
ARIMA(1,0,0)ではこの数値を平均値と称し提示しています、題名に"non-zero mean"とあるのがそれで、この題名は私が出しているのではなくR言語が強制的に出して来ます
図２-２：先月の結果
予測値検証コーナ：
VIXだけ予測値が明確に示され、これがARIMA(1,0,0)の特徴で、予測値検証コーナを設けています
先月の予測と今月の結果を示せば：
先月予測：19.62➡22.96に大幅増加
今月結果：19.62➡20.39に微増
結果、数値は大きくズレています、が方向性は合っている
これはなかなか面白い、ここまで恐怖指数VIXの翌月始値が方向性予測できれば、それはそれで役立ちます
良くご存知のように、恐怖指数VIXは上昇値でS&P500は下落する、もしくは予測と現実の変動幅が大きくなり（ボラティリティが大となる、という事）、S&P500が安定して上昇するにはVIX値が20を下回る必要がある、と言われる指数です
1年12ヶ月の実績を取る事にします
図２−３：VIX予測値_実測値_検証グラフ（検証は2月から）
３月予測は19.62➡22.96でしたが、結果は19.62➡20.39で、上がる方向性は合っていました（ので、マジェンタ⬆アップを出しています）
４月は20.39が23.09に上がる、と予測されています
これらの数字はすべて参考値でバグ混入の可能性もあり、すべからく投資は自己責任にてお願い致します
コメントバック
リオ同志(id:ballooon)！
コメントありがとう御座います、感謝です
まぁ、株の話ですから、下らん事です
恐らく米国株は４月始めで落とすでしょう、というだけの話です
尚、黒点数予測は削除しました、S&P500とVIXのみで行きます
というのもS&P500とVIXは数値を間違えるとマズいので、とても神経を使うのです
で、黒点数は止めましたです、スミマセン！
お仕事超お忙しいと存じます
コメントありがとう御座いました、
重ねて感謝です！
コメバック終わり
以上、お付き合い頂きありがとう御座いました
感謝です
３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！
お付き合い頂ければ幸いです
＊ 黒点観測は、三鷹さん [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] 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（著作権は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
２０１９年３月〜２０２３年２月迄・４８ヶ月間の太陽黒点数推移
図１：三鷹測定の月平均太陽黒点数・４８ヶ月表示（©国立天文台）
2023年02月は平均 99.55個、 北54.32、南45.23
2023年01月は平均 108.08個、 北62.81、南45.27
2022年12月は平均 100.19個、 北56.65、南43.54
2022年11月は平均 69.38個、 北48.94、南20.44
2022年10月は平均 65.47個、 北43.47、南21.80
2022年09月は平均 85.78個、 北34.28、南51.50
２月の黒点数三鷹測定は微減でした
次のNOAA（米国海洋大気庁）さんのグラフでは激減でした
[Solar Cycle Progression | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] よりスクショしますと：
図２：NOAA測定の太陽黒点観測数と予測
⬆ 2023年2月の黒点数を実測値 110.9（予測値 66.3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 99.55にかなり近いです
予測値に幅を持たせる修正が加わりました
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ヶ月移動平均値（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、から来るものです、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）
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
コメントバック
リオ同志(id:ballooon)！
図１の差し替えを忘れていました！
同志のコメントを見ながら、はてなを二つアップすると、マシンがダウンするので、
このような形でのコメントバックとなりました
ご指摘、誠にありがとう御座いました、感謝です
NOAAさんの予測値には、幅を持たせる修正が入っています
レンジという言葉を使っています
この範囲内に入るだろう、という予測です
以上でした
コメバック終わり
お付き合い頂きありがとう御座いました
感謝です
２月度その１０ オゾン全量シリーズ➡オゾン全量と北方磁場の季節性振動を追う@西経60°OTT/FRD/KOU付近！
オゾン全量シリーズはオゾン全量に季節性振動が見られる所から、OTT/FRD/KOU付近（西経60°付近）におけるオゾン全量と北方磁場強度の季節性振動を追っています
OTT ➡ 北緯45.4°、西経75.6°
FRD ➡ 北緯38.2°、西経77.4°
KOU ➡ 北緯5.2°、 西経52.7°
であり、西経60°を基準線に選んだ次第です
お付き合い頂ければ幸いです
[気象庁 | 月平均オゾン全量の世界分布図]から目視によりデータを拾っています
オゾン全量は２ヶ月前の値が公開ですので、最終月は２ヶ月前と同じ値を使っています
図の下に（2020_02〜2023_01）とあるのは36ヶ月（３年）測定で、最新データは（２月の場合）22年12月ですので23年1月はコピーしています、という意味です
図１：西経60°にて北緯45°,北緯30°,赤道0°,南緯30°のオゾン全量
N45°>N30°>S30°>E0°となっています
N45°のピークは冬〜春にかけて、年１回振動、
N30°のピークは春、年１回振動、
S30°のピークは夏〜秋にかけて、年１回振動、
E0°は年２回振動、
しているように見えます
図１の赤道0°におけるオゾン全量変化とKOUにおける磁場強度(最大値-最小値)の相関を調べます（図２の赤道0°オゾン全量は図１より精度を上げています）
図２：
27ヶ月目28ヶ月目を除いて明らかに相似形(同相の)動きをしています
図１の北緯30°におけるオゾン全量変化とFRDにおける磁場強度(最大値-最小値)の相関を調べます
図３：
これは、相関があるとは思えない、です
図１の北緯45°におけるオゾン全量変化とOTTにおける磁場強度(最大値-最小値)の相関を調べます
図４：
これは少し相関が見えます、相関という観点からは、
KOU>OTT>>FRD
でしょう
まとめ：
１．オゾン全量は最大値構成に作用するので、磁場強度の最大値ー最小値ではなく、最大値のみで相関を見てみる必要がありそうです（まだやっておりません！）
２．しかし、図１のオゾン全量が：
北緯45°＞北緯30°＞南緯30°＞赤道0°
となる原因は考えなければなりません
以上、お付き合い頂きありがとう御座いました
感謝です
２月度その９ 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ 世界まとめマップを作成する！
世界各観測点における北方磁場強度シリーズで、世界まとめマップの報告です
観測点を４点（OTT/FRD/KOU/KAK）に絞っていますので、簡素化されています
お付き合い頂ければ幸いです
１．各種世界マップ
図１：世界観測点マップ
中央横の緑ドットラインが、磁気赤道_2021です
図２：各観測点の磁気赤道上の磁力線高度マップ
電子ベルトは陽子ベルトに被っています、詳細を示せば：
図３：日本原子力機構JAEAさん [電子、陽子（バンアレン帯）のエネルギー別線量分布] より
バンアレン内帯では電子数リッチと考えられます
２．３年間最大値最小値測定から、まとめマップ
図４：３年間_X成分の平均値と差分平均値のマップ２月報告
この４点で見る限り、大きな差異はありません
比率で見て、KAKの全体平均が差分平均に比べ大きく出る、程度です
図５：３年間_第１ピーク観測時刻LT統計結果のマップ２月報告
第１ピークのみでなく、全ピークに着眼した分布（但し全体を見る為に抽象化した）が次に示すCyMaマップです
図６：今月（２月）のCyMaマップ
▲がシアンゼロ時間帯、▲がマジェンダゼロ時間帯です
３．３日間波形FFT解析から、まとめマップ
図７：各観測点のFFT結果
72h/24h/12h/8hの各成分強度をそのまま縮小してアップしています
強度10^9が指標となるようで、グリン線で表示しています
FRDはしばらく観測から外していましたので、データ欠落があります
こうして見ますと、KAKは24h成分が他観測点に比べ弱い事が分かります
２月１日から３日のFFT解析でKAKは36h成分が極めて強く出ましたので、24h成分を抑えてしまう観測点である可能性があります
23年5月からY軸スケール精度を２倍に上げます
まとめ：
図５に示すOTT,FRD,KAKの第１ピークがシアンであり、KOUではマジェンタとなる定量分析ですが、私の計算能力では限界があるので、中途半端になるので、追うのを止めます
結論としては：
１．OTTは、バンアレン内帯の電子ジャイロ運動による背景磁場減衰により第１ピーク最小値を観測する、この結果逆相になる
LT11時台にダウンシュートするのは、太陽風（電子プラズマ）が強まるからであろう
但し、ジャイロ運動する電子が太陽紫外線を吸収してエネルギージャンプし背景磁場をより弱めている可能性もあるが、そのような物理現象は見当たらなかった
２．FRDも、同様である
バンアレン内帯の陽子ベルトと言っても粒子数では（エネルギーではなく）電子数が勝っており、OTTと同様の動きとなる（これは図３を見つけた結果の洞察である）
ここで、OTTより低緯度のFRDではオゾン層の影響が少し出て逆相性を乱している可能性がある（オゾン層は同相に効く）
３．KAKの高度ではバンアレン内帯の影響はなく、電離圏の電子ジャイロ運動により背景磁場強度が減少し第１ピークがシアンとなる
但し、KAK高度ではオゾン層による常磁性効果も無視できず、不安定性が出る
こうして36h成分が強く出て、24h成分を抑えている可能性がある
４．KOUではオゾン層による常磁性（O2が二つのOに分解された結果のO磁気モーメントが非常に大きい）によりLT11時台に最大値を観測する
この結果同相となる
KOUでは電離圏より上層の電子ジャイロ運動の影響は出ない
５．KAKとFRDにおけるオゾン層による同相化の可能性であるが、12hや8hの潮汐振動による影響の可能性もある
現時点ではどちらとも言えない、敢えて洞察すれば：
36h振動が極めて強く出るKAKはオゾン層の影響が大、
24h振動が主で12h振動が次に強く出るFRDは12h潮汐振動の影響が大（実はOTTも同じスペクトル）、
と考えられる
となります
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リオ同志(id:ballooon)！
コメントありがとう御座います、感謝です
＞クールーの時の説明で聞いた、Oが並ぶ？んでしたっけ、そのことですか？
そうです、その通りです
Oは常磁性で磁気モーメントを持ち、磁場強度を増大させる効果があります
従ってオゾン層は磁場強度を増大させる効果があります
では、何故FRDで36h成分がそれなりに強く出ないのか、は考える必要があり：
FRDはKAKと同じ様な緯度ですが、磁気赤道から見るとFRDはKAKよりかなり高緯度で（図１）従ってバンアレン内帯を通過し（図２）FRDではオゾン層の効果が薄く36h成分は出て来ない、があります
以上でした
コメバック終わり
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！
