なぜ地球磁極は逆転するのか?

太陽黒点数/エルニーニョ/カナダ地磁気を追っています

5月度その5:オタワOTTの地磁気振動を追うシリーズ ➡ オタワOTTにおける地磁気の日振動を追う!

オタワOTTの地磁気振動を追うシリーズ ➡ オタワOTTにおける地磁気の日振動を追う!

 

5月より新シリーズ「オタワOTTの地磁気振動を追うシリーズ」をスタートです

オタワにおける地磁気の「差分年振動と日振動と年間変化」を3回に分けての報告となります、今回は日振動で現時点のメインとなります

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

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:20210407055543p:plain

IGRF-13より北極サイドを示せば、

f:id:yoshihide-sugiura:20210417042146p: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

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

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

 

地磁気方向定義とは

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

 

 

オタワOTTにおける地磁気の日振動とは、北方成分と西方成分の各日における最大値と最小値の出現時刻に着目し、これを3年間に渡り拡大プロットしたものです

 

図1:最大値と最小値の観測時刻(北方成分)

左側縦軸_24時のデータは0時に示される、24時にデータはない(以下同様)

最大値(マジェンダ)は後書きしているので、最小値(シアン)を塗りつぶしている可能性はある、しかし最小値(シアン)が塗りつぶされる事はない!(以下同様)

f:id:yoshihide-sugiura:20210505034048p:plain

縦軸は世界標準時グリニッジ時刻)である、最小値(シアン)が観測されてから約6時間後に最大値(マジェンダ)が観測される、と言える

季節振動も少し見られる(冬に最小値観測時刻が少し遅れる)ようだが、ここでは追わない

 

図2:最大値と最小値の観測時刻(西方成分)

f:id:yoshihide-sugiura:20210505034142p:plain

オタワの東方Y成分はマイナスなので、西方成分となる

西方成分の場合は、最大値(マジェンダ)が観測されてから約6時間後に最小値(シアン)が観測される

季節振動も同様に少し見られる(冬に最大値観測時刻が少し遅れる)ようだが、ここでは追わない

 

図3:北極サイドからのビュー

f:id:yoshihide-sugiura:20210505034353p:plain

図1と図2の ①〜④ で表示される位置を示す、①〜④ に太陽が来た時(南中した時)に、オタワで北方成分や西方成分の最大値なり最小値が観測されるのである

 

 

考察:

1:最小値(シアン)の考察から進めよう

オタワにおける北方成分は、UTS16時頃に最小値ボトムをオタワで観測する②、UTSとオタワの時間差は4時間なので、オタワ時間12時頃(オタワ南中時)にオタワで最小値となる

一方、オタワにおける西方成分は、UTS18時頃にオタワで最小値ボトムを観測する①、これはオタワ時間14時頃となる、そしてオタワ西方に位置するカナダ北方・磁場強度ピークポイントとオタワの時差は約1.5時間であるから、カナダ北方ピーク地が現地時間12.5時の時にオタワで西方成分最小値を観測する

 

2.これは南中時に北方向きの地球磁力線が、南向きのIMF(Interplanetary Magenetic Field:星間磁力線)によって磁気リコネクションを起こし弱められるから、と考えられる、以下、[太陽風に備える | HPCwire Japan] さんによる(この図ではIMF太陽風によるとしている)、

20130826-S2

これである

 

3.それでは最大値はどうであろうか?

北方成分で言えば、最小値観測時間の約6時間後に最大値を観測④するが、最大値のピーク時間帯はなだらかであるように見える

西方成分はと言えば、オタワで最小値を観測する約5-6時間前に最大値を観測①している

北方成分はオタワ現地時間12時頃に最小値を観測、その6時間後の18時頃夕方に最大値をなだからに観測している

西方成分はオタワ現地時間14時頃に最小値を観測するが、その6時間前のオタワ時間朝8時頃に最大値を観測している

北方成分は現地時間夕方に最大値を観測し、西方成分は現地時間朝方に最大値を観測するのである

 

4.これは何故だろうか?

太陽風が運んで来る凍結された磁力線と、南から北へ向かう地球磁力線と、太陽風と地球赤道面における地球磁力線との接線面における磁力線の合成が考えられる(下図)

f:id:yoshihide-sugiura:20210505111237p:plain

太陽風はプラズマ粒子であり、凍結された磁力線の周囲を螺旋運動しながら太陽から吹き付けて来る、螺旋運動するプラズマ粒子が凍結された磁力線を運んで来ると考えてよい

太陽風は主としてCME(コロナ質量放出)により生成されるからランダムであり、生成された凍結磁力線の向きは前方と後方のどちらもある

これが地球磁力線と相互作用し、凍結された磁力線はもはや閉ループを失っているので容易に地球磁力線にベクトル加算され(吸収され)地球磁力線を強める(下のオレンジ「合成された地球磁力線」)のである

 

5.北方成分と西方成分の日振動について図解しよう

f:id:yoshihide-sugiura:20210505115005p:plain

オタワ北方成分強度最大はオタワの夕方に観測されるのであり、それはオタワ南中でオタワ最小強度観測の6時間後である

 

f:id:yoshihide-sugiura:20210505115439p:plain

オタワ西成分強度最大はオタワの朝方に観測されるのであり、それはオタワ西のE264°南中がオタワ西方成分の最小値観測の6時間前である

 

6.凍結された磁力線が吸収され地球磁力線を強化するのは朝方や夕方だけでなく昼間もあると思われるが、昼間はIMFの磁気リコネにより相殺されているのだろう、加えて朝方と夕方は太陽風が地球磁力線帯を通過する距離が長くなるのでより効率よく吸収され地球磁力線を強化する事が考えられる

但し、夜間はこの磁力線合成は起こらないだろう、何故なら朝方・夕方・昼間に凍結された磁力線は吸収されており、夜間部には凍結された磁力線を失ったプラズマ粒子が吹き溜まるから、と考えられる

しかし、それにしても、

何故、北方成分は夕方に最大値を示し、西方成分は朝方に最大値を示すのか?

は分からない、今の私には・・・

 

 

 

 

以上、長文にお付き合い頂き、誠にありがとう御座いました

感謝です