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!

5月度その13 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ ビクトリアVICの地磁気変動3年間を調べ、GOES-17W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 ➡ ビクトリアVIC地磁気変動3年間を調べ、GOES-17Wとの波形3日間を比較する!

 

世界各地の北方磁場強度測定です、今回はビクトリアVICです

中央値が300km付近にあるfoF2値マップは磁力線高度2,000km以下の地点についてのみ示しています、ビクトリアVIC高度2,940kmは該当しません

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

まず、オゾン層電離圏バンアレン帯です

図a:成層圏オゾン層 [気象庁 | オゾン層とは]さんより

オゾン分布ピークは高度20〜30kmに当ります

 

図b:電離圏 [ユーザーガイド | 電離圏 | 宇宙天気予報] さんより

密度X軸はLogスケールである事に注意!

 

図c:「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

高度300kmにF2層、高度2,000kmにバンアレン内帯陽子ベルト、3,000kmに電子ベルト(図cより)

 

 

2.ビクトリアVIC3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5月2日から2022年4月30日の3年(365x3日)です

図3:

Y軸はピッチ100nT、縦幅全体で500nTに揃えています

 

このグラフに表示された有効日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4:

凡例にあります「ピーク数=1+2」は:

第1ピークはシアンで1ヶ所のみ、第2ピークはマジェンダで他にもう1ヶ所(合計でピーク数は3)

ピーク定義は、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、かつ1hでも平均値を下回ればそのピークは脱出した、としています

VICはシアンとマジェンダともに12h振動成分を持ち、マジェンダの方が12h成分は強い、と見えます

シアン原因は、電離圏F/F2層の電子ジャイロ運動とバンアレン内帯陽子ベルトの陽子ジャイロ運動と思われます、陽子ベルトは12h潮汐振動している、と考えています

それに比べ、シアン原因を間に挟むマジェンダ原因の方が難しく、電子ベルト(高度3,000kmに中央値)における磁力線凍結による磁気濃縮と、成層圏におけるオゾン層(高度20-30kmに中央値)常磁性による磁場増加が考えられます

オゾン層20-30kmは、あまりに低すぎて作用していないのではないか、と思われるかもしれませんが、赤道付近で生成されたオゾン分子は中高緯度に対流移動して溜まるので、無視できないのでは?と考えています

 

 

3.ビクトリアVICとG17Wの波形3日間とFFT結果です

ビクトリアVICがオレンジ、G17Wがシアンです

図5

逆相です、図4の統計グラフと一致しています

オレンジ真夜中に凸となっている波形が図4のLT00台(詳しくはLT23.8時台)に付けているマジェンダピークである、と見えます

この原因が電子ベルト磁気濃縮が12h潮汐振動した結果か、オゾン層が12h潮汐振動した結果か、という疑問なのです

 

図5の波形よりG17WのパワーFFTスペクトルを取ると、

図6:

GOESでは常に24h成分が強力に強く出ます、GOESの24hカウントグラフで第1ピークがマジェンダなので凡例にを示します

 

図5よりビクトリアVICのパワーFFTスペクトルを取ると、

図7:

24h>>12h>>72hとなりました、これはMEAと同じです

VICではシアン・マジェンダともに12h潮汐振動が見られる(図4より)と言えます

 

 

 

中間のまとめ:

1.シアン・マジェンダともに12h潮汐振動しうる、と考えた方が良さそうです

2.高度2,940kmを通過するパスにおけるマジェンダ原因を落ち着いて考える必要があります

 

 

尚、地磁気データはINTERMAGNETさん [The INTERMAGNET Vision and Mission] 経由で各地磁気データを世界の各観測点さんからダウンロード、

GOESデータはNOAAさん [GOES Magnetometer | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center] からダウンロード、

foF2世界マップはオーストラリア政府Space Weather Serviceさん [SWS - Global HF - Ionospheric Map] からスクショしています

ここに皆々さま方に深く感謝申し上げます

 

 

 

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!