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

12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FFT解析し比較する!

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FFT解析し比較する!

 

オタワOTTに続く世界各地の北方磁場強度の観測です

フレデリックFRDはフレデリックスバーグ(米国東海岸バージニア州)と言うのですが、長いのでフレデリックにしています

 

 

バージニア州マウントバーノンにある初代大統領ジョージ・ワシントンの邸宅、

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.フレデリックFRDとGOES-16Eの磁力線パターンと緯度経度を確認

図1:GOES-16EとフレデリックFRDを通過する磁力線パターンと緯度経度高度

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フィレデリックFRD磁力線は電離圏とバンアレン内帯の端と長く相互作用しています

G16E磁力線は、電離圏バンアレン帯も極地では弱くかつ横切る形で、長くは相互作用していません

 

 

2.続いてフレデリック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です

観測期間は、2018年12月2日から2021年11月30日の3年(365x3日)です

図2:フレデリックFRD3年間北方磁場強度変動グラフ

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Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nTに揃えています

フレデリックFRDの北方磁場Xは、増加です

 

このグラフに現れたデータのみを使って24時間の最小値・最大値出現時刻と回数の統計グラフをとると、

図3:フレデリックFRD最小値最大値の観測時刻カウント分布

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UTは国際標準時UniversalTime、LTは現地時間LocalTime

フレデリックFRDは最小値カウント時刻が極端に集中する観測点で、磁力線がバンアレン内帯の端を長く飛行するからだろう、と考えています

 

 

3.GOES-16EとフレデリックFRDの波形3日間FFT解析比較です

G16Eが東でグリーン、フレデリックFRDが西でマジェンダとなります、以下平穏時3日間の波形解析となります

4:12月4日10時33分〜7日10時32分(UT)の両観測点の波形

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Y軸高さは、400nTに揃えます

これを南中時でマッチさせると(時差は10分です)、

図5:南中マッチ後の波形は4310分

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となり、各々の波形をFFT変換すると、

図6:G16EのパワーFFTスペクトル 位相角算出にバグ12/16

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周期24hのIdx4成分のみが現れ、

図7:フレデリックFRDのパワーFFTスペクトル 位相角算出にバグ12/16

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周期24h、12h、8hまでが強く現れます

ここで両FFT解析結果を比較するため円グラフで表示すると、

図8:正規化強度と位相角を示す円グラフ、East-G16EはIdx4のみ、West-フレデリックFRDはIdx4と7を示す 位相角算出にバグ12/16

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となります

強度はG16EのIdx4成分周期24hが強く1.0となります、フレデリックFRDはIdx4/7/10が現れますがIdx4と7についてのみ表示しています

G16EとフレデリックFRDの波形は逆相になっているのですが、逆相とは完全マイナス(180度のズレ)となるのですが、フレデリックFRD基本波24hが約80度のズレフレデリックFRD2次高調波が約43度のズレとなって現れています⬅これにて逆相になるのかどうか、もう少し調べる必要があります

 

 

まとめ:

1.G16Eでは高調波がほとんど観測されませんが、フレデリックFRDでは3次高調波までが強く観測されています

フレデリックFRDは何故下に凸の波形となるのか?そしてフレデリックFRDのLT10.8時台にそのピークが集中するのか?

2.これらの詳細な考察はこれからです

3.図4〜8グラフのバックグラウンド・グレー色を少し強くしました(少し見やすくなった、と思っております)

 

 

 

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!