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

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

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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

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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、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

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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

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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