７月度その１１：静穏な7月18/19/20日の３日間、GOES波形とパワースペクトルを取る！
待っていても磁気嵐が起こりませんので、前回(7月1/2/3日)と同じ静穏な３日間で波形とパワースペクトルを取ってみます
図１：まず柿岡K-indexグラフは、
と静穏で、7月18/19/20日の３日間を取り上げます
図２：G16とG18の北方地磁気波形３日間（変動分のみ表示）
図３：G18の北方地磁気波形３日間（絶対値表示）
図４：G18パワースペクトル
圧倒的に24h成分が強いです（エネルギーが集中）
図５：G18電子線束波形
何と、バラけた波形に戻りました！
図６：G18電子線束パワースペクトル
バラけた波形にフーリエ解析しても大して意味ありません
図７：G18陽子線束波形
陽子はそれなりの波形が出ています
図８：G18陽子線束パワースペクトル
24h成分と12h成分のエネルギーが強いです
図９：G18X線量波形
X線はいつもこんな感じの尖った波形です
図９：G18X線量パワースペクトル
どの程度意味があるか分かりませんが、5.54hにエネルギーピークがあります
まとめ：
１．電子線束波形がバラけました、前回の観測では、
図１１：7月1/2/3日のG18電子線束波形
と、今回の図５とは全く異なる波形が出ています
今回も前回もG18データである事は確認しているのですが、、、
もう暫く観測を続けましょう
２．陽子線束パワースペクトル図８で24hと12h成分が強く出る原因は何か？を探ってゆきたいと考えています
図１２：前回の波形は、
図１３：前回のパワースペクトルは、
3day成分が非常に強いのですが、これは無視して、24h/12hがそれなりに出ている点に着目です
続いて明日よりUSGS観測点に移ります
以上、グラフが非常に多かったですが、お付き合い頂きありがとう御座いました
感謝です m(_ _)m
７月度その１０：北方磁場強度シリーズ ➡ ３年間の観測をGOES衛星と日本地上局でまとめる！
ここで北方磁場強度の測定とは、３年間に渡る地磁気強度北方成分の測定です
１日の最大値と最小値を検出し、これを３年間続けます
結果、３年間の最大値最小値の推移がグラフ化されます
また、３年間の最大値最小値が観測された時刻を覚え、これをヒストグラムに現し統計結果をグラフ化します
ここで何故、北方なのか？というと、その方が単純だからというのが一つの理由、もう一つは現在地球磁場強度は減衰しておりいずれ南北磁極は逆転するのではないか？と言われていますが、GOES衛星の測定結果を見ると今後数十年で逆転するのではないか？と思わせる結果が得られており、この辺りは是非フォローしてゆきたいと考えているからです
以上が北方磁場強度の測定内容ですが、３年間分単位の地磁気データ取得というと場所が限られます
GOES衛星は７日間のデータが開示され日々更新されています、アーカイブは無い状況ですが、私が週単位でデータダウンロードしパソコン上で連結させています
日本は３年間分単位のデータ取得が極めて簡単に出来ます、制限は前月末までの３年間なのですが直近の波形解析をするわけではないので特に問題ありません
お付き合い頂けますよう、よろしくお願い申し上げます
まずGOES衛星からです
観測期間は2021年7月1日から2024年6月30日までの３年間です
図１：G16
マジェンタが一日の最大値、シアンが最小値、ブルーが平均値、オレンジラインが平均値の最小二乗法による直線近似
上に季節依存性を判断する為の季節バー、緑：春3-5、青：夏6-8、オレンジ：秋9-11、灰：冬12-2
有効日はグラフ内にプロットされた日数を示す
左側の空白はデータ蓄積を始めたのが約２年半前なので３年には届かない領域
右側の空白はブログ活動を停止していたこの半年の空白、再開は2024年5月30日からです
図２：G18
図１と図２のオレンジラインの減衰状況を見れば、百年などと言わずここ数十年でオレンジラインは磁場強度０nTラインと交わります
磁場強度０nTラインが南北磁場強度イーブンを示し、ここより下にオレンジラインが来れば南北磁場逆転となります！
図３：G16最大値最小値24hヒストグラム
最大ピークは最大値側マジェンタでLT11時頃に集中
第二ピークは最小値側シアンでLT21時頃に集中
図４：G18最大値最小値24hヒストグラム
最大ピークはマジェンタでLT10.9時頃に観測されます
第二ピークのシアンはLT22.9時頃に観測されます
GOES衛星高度35,768kmで何故LT11時頃に磁場強度最大を観測するのか、というと、まず周囲にプラズマ荷電粒子の少ない空間において真昼に太陽風の圧力により磁力線空間が圧縮され空間密度が上がり磁場強度が増大するからです（磁場の凍結）
それでは何故LT12時ではなくLT11時やLT10.9時に最大ピークを観測するのか？というと、それは分からない、あまり考えた事がありません！
まぁ強いて言えば、周囲に荷電粒子が少ないといっても太陽風が荷電粒子流ですから、LT11時を過ぎると太陽風による荷電粒子がGOES衛星周囲に蓄積されて磁場強度が減衰され始めるのでしょう
日本の観測点に移ります
以下 https://www.kakioka-jma.go.jp/obsdata/metadata/ja/orders/new/kak_geomag_1-min? より
Kakioka Magnetic Observatory, 2013, Kakioka geomagnetic field 1-minute digital data in IAGA-2002 format [dataset], Kakioka Magnetic Observatory Digital Data Service, doi:10.48682/186bd.3f000
図５：柿岡KAK
柿岡の磁場強度は年々増大なのです
これはバイカル湖に、北方より強い磁極が近づきつつあるからです
図６：鹿屋KNY
鹿屋の値は大分大きくなっていました、が、このまま進めます
父島CBIの値は前回（2024年2月末まで）と変わりませんでしたので、前回のグラフをそのまま載せます
図６：父島CBI
父島の最新データは２月迄で、期間は2021年3月1日から2024年2月28日までの３年となっています
父島の磁場強度は増大傾向です
図７：柿岡24hヒストグラム
最大ピークは最小値側シアンです、これが中緯度の特徴です
図８：鹿屋24hヒストグラム
鹿屋の24hヒストグラムも最小値シアン側が第１ピークで中緯度の特徴を示しています
父島データは前回と変わりありません
図９：父島24hヒストグラム
最大ピークは最大値側マジェンタで、これこれ、これが低緯度の特徴なのです
これを示したくて父島CBIを選んだのです
アメリカUSGSのデータダウンロードは３日程度が限界である今、低緯度で３年間のデータがダウンロードでき第１ピークは最大値側マジェンタである事を示せるのは世界で父島CBIだけではないでしょうか？
貴重な存在だと思います
まとめ：
１．北方磁場強度シリーズで最大の論点は：
・ GOES衛星では第１ピークがマジェンタ
・ オーロラ帯外側北部のリゾルートRESでは第１ピークはシアン
・ オーロラ帯内の観測点では第１ピークはマジェンタ
・ 中緯度観測点では第１ピークはシアン
・ 低緯度観測点では第１ピークはマジェンタ
と高高度から低高度に磁力線高度が下るに連れ第１ピークの色が変化するのです
もはや確認できない観測点も多いのですが、、、
以上、最後までお付き合い頂き誠にありがとう御座いました
深く感謝申し上げます m(_ _)m
７月度その９：７月のエルニーニョ監視速報が気象庁さんより発表されました、ペルー沖海面温度が下がっています！
気象庁さんからエルニーニョ監視速報が発表されました（7/10）
そこで、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、2019年12月の太陽黒点数から現在（2024年6月）までの黒点数推移とエルニーニョ・ラニーニャ状態の季節（3ヶ月単位）を合わせてグラフ化しています
2019年12月は現在の太陽サイクル25が始まった年月で、１サイクルは一般に11年続く所から、11年もしくは12年間の黒点数推移とエルニーニョ・ラニーニャ状態の観測を続けたい、と考えております
ここでは、ペルー沖の海面温度マップも取っています
お付き合い頂ければ幸いです
気象庁さんの発表 [気象庁 | エルニーニョ監視速報] によれば：
１．7/10現在、まとめとして
とのことです
２．現在の発生確率リスト
図１：5か月移動平均値が各カテゴリー（エルニーニョ現象／平常／ラニーニャ現象）
2024年5/6月は平常で確定(100%)、2024年7月は平常70%,ラニーニャ30%と次第にラニーニャ確率が上がって来る、と予測されています
３．太陽黒点数とエルニーニョ/平常/ラニーニャのグラフ
本ブログでは各月毎に太陽黒点数を出し、エルニーニョであるかラニーニャであるか平常であるかを季節単位でグラフ化しており、黒点数と共にグラフをアップします（エルニーニョ・南方振動 - Wikipedia のリストを参照しています）
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] さんデータです
図２：太陽黒点数vsエルニーニョ/ラニーニャ/平常_各状態グラフ
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を上乗せしているので黒点数（総数）となります
その上に高さ１５固定で、オレンジがエルニーニョの月、ブルーがラニーニャの月、緑が平常の月、を上乗せしています
最後の２点、2024年5/6月が平常です
2019年12月以来平常だった時期は、2020年6/7/8月と2021年6/7/8月と2024年5/6月です
この図２形式で１１年分から１２年分のグラフを掲示しよう、という訳です（現在は丁度４年半が経過しました）
NOAAさんより直近６月までの黒点数観測結果と今後サイクル25の予測を示せば、
図３：NOAAさん太陽黒点観測と予測
黒点数の増加が活発である時に赤道付近で貿易風（東風）が強まり、ペルー沖で海面が東から西に向かって強く移動しペルー沖海底から冷たい海水塊が上昇し、海面温度が下る（ラニーニャ）
これが、黒点数の増加活動が止まった時、ペルー沖の海面温度が上昇しエルニーニョになる、と理解しています
４．ペルー沖の海面温度マップ
気象庁さん [気象庁 | 海面水温実況図] より、ペルー沖の海面温度マップを取ると、
図４：海面水温実況図（部分） 2024/07/09（JST）
ここで、
図５：北緯0°西経90°地点を拡大し、海面温度を目視で観測します
海面温度は20°ラインよりライン2本上なので、22.5°とします！
これを2023年8月スタートでグラフ化すると、
図６：N0W90地点の海面温度の変化
目視による読み取りなので精度が悪いです
これは１０年くらいグラフを取りませんと、トレンドが分からないです
ですが、まずは２年でスタートです
今後、平常状態を経てラニーニャになる、という事は海面温度が下がって来る事を意味していますが、本当にそうなるのでしょうか？という事です
本当にそうなりました！
海面温度は25.1度(5月)から22.5度(6月)とだいぶ下がりました！
尚、ブログを休んでいた24年1月から5月までのデータはありません
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！ m(_ _)m
７月度その８：三鷹太陽黒点グラフ、米国NOAA黒点グラフも！
2019年12月のサイクル25開始時期から現在までのグラフを表示します
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）
＊ 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１２月〜２０２４年６月迄・太陽黒点数推移
図１：2019年12月より三鷹測定の月平均太陽黒点数表示（©国立天文台）
2024年06月は平均 134.37、北42.75、 南91.62
2024年05月は平均 131.11、北63.79、 南67.32
2024年04月は平均 129.72、北60.33、 南69.39
2024年03月は平均 86.17、 北38.30、 南47.87
2024年02月は平均 105.78、北45.39、 南60.39
2024年01月は平均 105.20、北53.08、 南52.12
５月の黒点数三鷹測定は微増でした（北半球で減少、南半球は激増）
サイクル25開始2019年12月より北半球と南半球の黒点数総和を調べると、
その比は、
北総和 / 南総和 => 0.98
です
次のNOAA（米国海洋大気庁）さんグラフでは激増、でした
[Solar Cycle Progression | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] よりスクショしますと：
図３：NOAA測定の太陽黒点観測数と予測レンジ
⬆ 2024年6月の黒点数を実測値 164.2（予測値 104.9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、これは三鷹さんの数値 134.37よりだいぶ大きいです
三鷹、NOAAともに月平均ですから、黒点活動が盛んであった日に三鷹で雨または曇であれば上記のようなズレが生じますが、、、
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
図１ですが、今後、スタート原点をサイクル25が始まった2019年12月とし（これをDec_19 ➡ D19と称しています）サイクル25が終わるまで続けてゆきます
その為には圧縮性の高いグラフ形式が必要で、従来の棒グラフ（これをBarPlotと言う）を止めて、汎用性の高いXYグラフ（これをXYPlotと言う）に切り替えました
１太陽サイクルは11年ですが、12年くらいは必要か？と考えております
現在、5年54ヶ月でありまして、これが12x12=144ヶ月となりますが、XYPlotであれば問題なく表示できます
X軸ですが、スタートがDec_19ですのでD19とし、D20,、D21と１年単位でDec（12月）バウンダリーで表示致しますので、よろしくお願い致します m(_ _)m
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
７月度その７：USGS低緯度SJG/GUA地磁気波形とフーリエパワー・スペクトル（7月1/2/3日）
図１：USGS観測点
サンファンは一番右側、グアムは一番左側に見えます
図２：観測点の磁気赤道上磁力線高度と地軸赤道上高度
▲が磁気赤道上、▲が地軸赤道上です
SJG：615km(磁気赤道)、572km(地軸赤道)
GUA：24km(磁気赤道)、 22km(地軸赤道)
図３：柿岡K-index 7月1/2/3日
K-indexは２または３と極めて静穏な7月1/2/3日です
図４：SJG地磁気波形 変化分
振れ幅は最大で約35nTといった所でしょうか
図５：SJG地磁気波形 絶対値
SJG北方地磁気強度は平均で約26,375nT程度です
図６：SJGフーリエパワー・スペクトル
しっかり綺麗な24h成分にエネルギーが集中しています
図７：GUA地磁気波形 変化分
振れ幅は約75nTでしょう、SJGより大きいです
図８：GUA地磁気波形 絶対値
GUA北方磁場強度の平均は約36,000nT程度で、今回の観測５点（BRW/CMO/BST/SJG/GUA）では一番大きいです
これは低緯度ほど北方磁場強度は増大する傾向にあるためです
図９：GUAフーリエパワー・スペクトル
図６のSJGに比べ12h成分が少し強く出ています
考察：
１．SJGとGUAの考察は終えたばかりで、
７月度その２：北方磁場強度シリーズ ➡ 低緯度グアムGUAとサンファンSJGの北方磁場強度がLT昼間に最大を示す原因は？ ➡ 酸素やオゾンの磁気モーメント ！！！ - なぜ地球磁極は逆転するのか？
⬆ に述べられており、現時点の結論は、
a：太陽光により酸素、酸素イオン、オゾン等の常磁性分子_磁気モーメントが活性化し磁場強度が増加してLT昼間に磁場強度が増大アップシュート凸波形を形成する
b：電子ジャイロ運動による背景磁場の減磁効果はないだろう（この高度では）
であって、この結論の問題点は、
２．GUA高度の24kmはともかく、SJG高度の615kmまで電子ジャイロ運動を否定しても大丈夫なのだろうか？です
と申しますのも、電子ジャイロ運動はドリフト運動と同期をとって動作しリングカレントを形成するからです
リングカレントが615kmまで形成されない、というのはチョット苦しいのではないか、という事です
３．そこで解決策として、
電子ジャイロ運動は背景磁場の減衰を促すが、ドリフト運動によって流れるリングカレントは地球磁場を増加させるので、全体として減磁効果はない、
とするものです
４．これですと電離層100km程度からリングカレント（ペターソン電流）が流れるモデルと一致し、かつ、SJGやGUAにおける地磁気波形はアップシュート凸である事を説明致します
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 m(_ _)m
７月度その６：USGS中緯度BSL地磁気波形とフーリエパワー・スペクトル（7月1/2/3日）
高緯度のバローBRWとフェアバンクスCMOに続いて、USGS中緯度ボルダーBOUとベイセントルイスBSLなのですが、BOUは異常データの為処理不能でした
従いましてBSLのみの報告となります
図１：USGS観測点
南部にベイセントルイスBSLが見えます
図２：観測点の磁気赤道上磁力線高度と地軸赤道上高度
▲が磁気赤道上、▲が地軸赤道上です
BSL ：1,500km(磁気赤道)、1,381km(地軸赤道)
図３：柿岡K-index 7月1/2/3日
K-indexは２または３と極めて静穏な7月1/2/3日です
図４：BSL地磁気波形 変化分
振れ幅は最大で±20nTといった所で、振れ幅は狭いです
図５：BSL地磁気波形 絶対値
BSL北方地磁気強度は平均で約23,810nT程度で、かなり強いです
図６：BSLフーリエパワー・スペクトル
これは厳しい！解析は困難です！
9h成分が一番強い、という所から潮汐振動している可能性があります
BSL磁力線高度は磁気赤道上空で約1,500km、バンアレン内帯の内側境界は約2,000kmですから可能性はありますが、BOUデータを見てみませんと何とも言えません
考察：
１．ボルダーBOUデータを見ての判断となります
２．磁力線高度約1,500kmというと電離圏上部800km以上の空間（電子ジャイロ運動が想定される）ですので、ここでは背景磁場を減衰させる運動が起きます
また酸素・酸素イオン・オゾンの磁気モーメントは磁場強度を増大させる働きがあります
そこに潮汐振動の圧力がバンアレン内帯境界から働いたらどうなるのか？という事です
３．図４と図５を見た印象では、アップシュート凸が多い印象です
最高高度約1,500kmで潮汐振動を受けたとして、こんなにも凸ができますでしょうか？
酸素・酸素イオン・オゾンだけでは説明が付かない印象を受けます
高度1,000km辺りで磁場を強化する、凸にする、要因がありませんと、、、
磁場(磁力線)が凍結している？マサカね？
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 m(_ _)m
７月度その５：USGS高緯度BRW/CMO地磁気波形とフーリエパワー・スペクトル（7月1/2/3日）
GOES衛星に続いてUSGS観測点です、高緯度のバローBRWとフェアバンクスCMOから行きます
図１：USGS観測点
アラスカにバローBRWとフェアバンクスCMOが見えます、どちらもオーロラ帯に位置しています
図２：観測点の磁気赤道上磁力線高度と地軸赤道上高度
▲が磁気赤道上、▲が地軸赤道上です
BRW：6,100km(磁気赤道)、5,330km(地軸赤道)
CMO：5,100km(磁気赤道)、4,508km(地軸赤道)
図３：柿岡K-index 7月1/2/3日
K-indexは２または３と極めて静穏な7月1/2/3日です
図４：BRW地磁気波形 変化分
振れ幅は最大で±250nTといった所でしょうか
図５：BRW地磁気波形 絶対値
BRW北方地磁気強度は平均で約9,100nT程度です
図６：BRWフーリエパワー・スペクトル
図４、図５の波形で、これだけ24h成分が強く出ますか！
LT18時頃のアップシュート凸が効いている、という事だと思います
振れ幅は±100nTチョットといった所でしょう、BRWより少ないです
平均値は約12,220nT程度で、これはBRW約9,100nTよりかなり大きいです
CMOはBRWより磁気赤道高度も地軸赤道高度も低いので地磁気強度の平均値はBRWより小さく出るかと思っていました、これは以外な結果です！
やはり図７や図８LT18時頃のアップシュート凸が効いているようです、全体として乱れた印象があるのにここまで24hエネルギーが強く出るのは以外です（BRWも）
考察：
１．前月６月に以下の記事で、
６月度その２０：北方磁場強度シリーズ ➡ フェアバンクスCMO_LT0時ダウンシュートの謎を追う！ - なぜ地球磁極は逆転するのか？
磁気嵐時CMO独特の波形原因を追いました
図１０：2024年6月15/16/17日の柿岡K-index
K-index = 5と4が混在する３日間でした
図１１：CMO_LT1時頃とLT9時頃に現れる特徴的なダウンシュート凹
この時は特徴的なダウンシュート凹の原因を考察したのですが、フーリエパワー・スペクトルは取りませんでした
磁気嵐時の特徴的なダウンシュート凹の原因考察も重要ですが、静穏時に24hスペクトルこれだけ強く出る図７図８のLT18時頃のアップシュート凸原因の考察も重要です
今後はフーリエパワー・スペクトルまですべて取ります！
２．６月度その２０：では以下のサイトより、
大気のてっぺん50のなぜ|32．どうして電離圏には電流が流れているの？
図１２：北極域_電離圏における対流電流にて議論を進めています
LT18時頃というと上から見て左側の対流の腹の部分に当ります
さて、ここで地磁気最大値を観測する原因とは？
３．図１２左側の対流電流では電流は反時計方向に回り、本ブログが提案した対流電流モデルも反時計方向ですから、
図１３：本ブログ提案の北極域_対流電流モデル
どちらのモデルにしてもLT18時頃には電流方向右ネジの磁力線が形成されますので、図１２より北緯６０度もしくは北緯７０度では下降する磁力線が形成され磁場を強める結果となります（アップシュート凸を形成するという事）
以上、お付き合い頂き誠にありがとう御座いました
感謝なのです m(_ _)m
