なぜ地球磁極は逆転するのか?

太陽黒点数/オゾン全数/エルニーニョ/太陽活動と米国日本の地磁気変動を追います!

3月度その6 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ ベイセントルイスBSLの地磁気変動3年間を調べ、foF2値マップを取り、GOES-16Eとの波形3日間を比較する!

世界の北方磁場強度シリーズ ➡ ベイセントルイスBSLの地磁気変動3年間を調べ、foF2値マップを取り、GOES-16Eとの波形3日間を比較する!

 

 

世界各地の北方磁場強度の観測を続けます、今回はベイセントルイスBSLです

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

まず、電離圏バンアレン帯です

図a: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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図b: [バンアレン帯 | 天文学辞典] によれば、

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Y軸は磁気赤道上空と思われます(但しブログ追加のGOES衛星は地軸赤道上空)

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.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

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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

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高度2,000kmにバンアレン陽子帯、3,000kmに電子帯(図bより)

 

 

2.ベイセントルイスBSL3年間の北方地磁気変動と最大値最小値カウントグラフとfoF2値マップです

観測期間は、2019年3月2日から2022年2月28日の3年(365x3日)です

図3:

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Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nTに揃えています

 

有効日データによる最小値・最大値の出現回数_統計グラフは、

図4:

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凡例「ピーク数=2+2」の意味は、BSLの場合:

最大の第1ピークはシアンでシアンピーク数は2、第2ピークはマジェンダでそのピーク数も2

を示しています

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

 

 

ベイセントルイスBSLはピークが4ヶ所あるので複雑です、これは、BSLが低緯度から中緯度へ移る地点の特徴でしょう

最大ピークのシアンLT8.0時台の中央値LT8.5時におけるfoF2値マップです

図5:第1ピーク・シアン3月7日14:30UTにおけるfoF2値マップ

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第2ピークのマジェンダLT7.0時台の中央値LT7.5時におけるfoF2値マップです

図6:第2ピーク・マジェンダ3月7日13:30UTにおけるfoF2値マップ

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第3ピークのマジェンダLT13.0時台の中央値LT13.5時におけるfoF2値マップです

図7:第3ピーク・マジェンダ3月7日19:30UTにおけるfoF2値マップ

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第4ピークのシアンLT17.0時台の中央値LT17.5時におけるfoF2値マップです

図8:第4ピーク・シアン3月6日23:30UTにおけるfoF2値マップ

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BSLが真夜中LT00時付近では、全くピークが現れませんでした

 

 

3.ベイセントルイスBSLとGOES16Eの波形3日間とFFT結果です

ベイセントルイスBSLがオレンジ、G16Eがシアン、平穏時3日間の波形です

図9:2月28日00時00分〜2日23時59分(UT)両観測点の波形

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LT12時G16では逆相になっています、BSL波形は複雑かつ振幅が落ちてきました(振動が弱まりました)

 

図9の波形よりG16EのパワーFFTスペクトルを取ると、

図10:

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ほとんどのエネルギーが周期24hに集中しています

GOESの高度35,786kmでは、綺麗な太陽による基本波24hであって、高調波である12hその他は生成されない、という事です

72h成分がほとんどゼロも重要です、この高度では平穏な3日間である事を意味します、3日に一度の変動成分がありません

 

図9の波形よりベイセントルイスBSLのパワーFFTスペクトルは、

図11

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凡例「 レシオ72h/24h=1.5626、 レシオ12h/24h=1.5794」は:

第1ピークがシアンのBSLにおいて、

72h/24hの成分比は1.5626、12h/24h成分比は1.5794、

である事を示しています

G16Eではほとんど測定されない72h成分が、BSLでは強く出ました

BSL磁力線高度は1,370kmで、電離圏を完全にカバーしています

72h成分が強く出るという事は、低緯度から中緯度へ移る地点の特徴である可能性があり、12h/24hと同様に月単位で1年間の変化を追う事と致しました

 

 

まとめ:

1.考察の対象を図4のカウントグラフに絞っています

ベイセントルイスBSLの24hカウントグラフ・図4は複雑です

第1ピークと第4が最小値側シアンで、第2と第3が最大値側マジェンダで、合わせてピーク数4となりました

BSLが低緯度から中緯度へ移る観測点だからだろう、と考えています

 

2.FFT解析結果・図11では72h成分が大きく出ました

72h成分は、高度35,786kmのGOESでほとんど測定にかかりません

BSLでは、基本波24hの高調波である12hや8h成分が発生するのみならず、3日に1回ランダムに発生する信号が強いためである、と考えています

これも、BSLが低緯度から中緯度へ移る特徴である、と考えています

月単位で1年分のデータを測定します

 

3.foF2値マップはひとまず挙げて行きます

 

 

 

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!