６月度その８ 世界の北方磁場強度シリーズ ➡ 失礼、ベイセントBSLを忘れていました、BSLの地磁気変動3年間を調べ、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 ➡ 失礼、ベイセントBSLを忘れていました、BSLの地磁気変動3年間を調べ、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測定、ベイセントルイスBSLのアップを忘れておりました
BSL北緯30.4°は低緯度から中緯度へ移る境界観測点で非常に重要なのでした！
foF2値マップは磁力線高度2,000km以下かつ高度100km以上の地点についてのみ示します、BSL1,370kmは該当します
お付き合い頂ければ幸いです
まず、オゾン層と電離圏とバンアレン帯です
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！
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
Wikiには「内帯には数百keVの電子と100MeV以上の陽子が存在」とあります
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
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
陽子ベルト・電子ベルトの幅500kmは私の推測で変更の可能性大です
２．ベイセント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6月2日から2022年5月31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=2+2」は：
第１ピークはシアンで他にも１ヶ所ある、第２ピークはマジェンダでこれも他に１ヶ所のみ（合計でピーク数は4）⬅ BSLとツーソンTUCに現れる特徴です
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
図４を見るとマジェンダピークとなる動作をシアンが食って、シアンピークの両側にマジェンダピークが２ヶ所残っています
シアンはゼロ時間帯が２時間（LT4-5時台）連続しています、これは電離圏F2層が完全に消え去った夜明け前で、さぁこれから膨張するぞ状態です
注目すべきはLT23時台に現れたマジェンダ凸（ピーク要件を満たしませんので凸表現しています）で、これはオゾン層が12h潮汐振動しているから、と考えています
北緯30.4°BSLでは既にオゾン層は地球を取り巻く帯になっており12h潮汐振動するが、これは北緯5.2°クールーKOUでは全く見られなかった現象で低緯度（少なくとも北緯5.2°）ではオゾン層は地球を取り巻く帯を形成していない、と考えています
図５−１：6月7日シアン第１ピークLT8時台中央値LT8.5時（UT14:30）のfoF2値マップ
こうなります、ツーソンTUCと共にBSL第１シアンピークの特徴は、午前の早い時間帯にピークが来る事で、他の中緯度観測点ではLT10-11時台にピークが来ます
ここで着目しているマジェンダ凸時におけるfoF2値マップを示すと、BSLでは真夜中ですから、
図５−２：6月7日マジェンダ凸LT23時台中央値LT23.5時（UT5:30）のfoF2値マップ
こうなります、12h潮汐振動しているのでこの時間帯でもオゾン層によるマジェンダ凸がBSLに現れます
それではオゾン層の分布はどうなのか？と言うと、
図５−３：世界のオゾン濃度分布 2000年6月（英文Wikiより）
となっています、２点注意すべき点があって：
１．赤道部分が最もオゾン濃度が低く（250-275DU）それが左右に繋がっているように見えますが、それは8ヶ月平均を取った結果（全体の論理OR処理の結果）でありリアルタイムイメージからは大きく異なります
もし15分単位のリアルタイムイメージが有るとすれば、それは図５−１や図５−２のように太陽と同期を取って東から西へオゾンスポットが移動しており、そのスポットは数時間で中高緯度へ移動して移動後は空になり最もオゾン濃度が低い（250-275DU以下の）場所が現れる、の図が取れるハズです
２．２点目は赤道上空のオゾン希薄帯は地軸赤道上なのか？磁気赤道上なのか？です
オゾンは太陽紫外光により成層圏で生成されるので地軸赤道上だろうと当初私は思っておりましたが、それは間違いで図５−３より磁気赤道上空と見て間違いありません、F2層のように蛇行していませんがオゾン磁気モーメントと地磁気の相互作用で磁気赤道上で発生し中高緯度へ移動している、と考えられます
測定が2000年と古いので磁気赤道の蛇行も今よりは少し緩やかであった、と思われます
３．ベイセントBSLとG16Eの波形3日間とFFT結果です
ベイセントBSLがオレンジ、G16Eはシアンです
図６：
シアン縦線とオレンジ縦線を重ねてみると、同相とも逆相とも言い難い状況です
両波形の最大値は同相に近いのですが最小値は同相とは言い難い
やはりオレンジのアンダーシュートがLT8時台に来る事により左右に凸を作る事が複雑化の原因です
図６の波形よりG16EのパワーFFTスペクトルを取ると、
図７：
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６よりベイセントBSLのパワーFFTスペクトルを取ると、
図８：
極めて強い12h成分がトップです、強度比は 12h>8h>>24h>72h です
何故12hと8h成分が強いのか？というと図６のオレンジ波形１日内にて２回上下する成分（12h）とその派生成分（8h）が強いからです
図４よりシアンピークがマジェンダピークを食って分裂させている為に上下に複数回振動する波形となっています
中間のまとめ：
１．長くなりました
短くまとめれば、赤道におけるオゾン生成帯は磁気赤道上に存在する、が重要な結論で、これにより将来行う磁気モーメントを積み上げる磁束密度計算が楽になります
コメントバック：
Rio同志(id:ballooon)！
コメントありがとう御座います、感謝です
＞ベイセント！すっかり忘れてました。
＞クールーの方が楽しみになって
全くです、ついサンファン➡クールーと低緯度へと興味は引かれて、、、
失念しておりましたです
＞図5-3、一目見て磁気赤道だ！と
そうでしたか、同志も段々と目が肥えて（慣れて？）来ましたね？
本文には細かい事なので書かなかったのが、オゾン層と潮汐振動の関係です
低緯度では地表にて大気の12h潮汐振動が観測されています
しかしクールーKOUではマジェンダ12h振動は観測されない、で、ベイセントBSLでは観測される（図４のLT23時台マジェンダ凸）
この原因ですが、大気は低緯度でも中緯度（少なくとも北緯30.4°）でも12h潮汐振動しているているがオゾン層が低緯度赤道帯では帯状に地球を取り巻くまで発達しないので、昼間のみオゾン層は太陽光により圧迫され磁気濃縮されて磁束密度を上げてマジェンダとなる
そして夜間には潮汐圧迫はあってもオゾン層が無い（少なくとも北緯5.2°）ので磁気濃縮は起きず低緯度では夜間マジェンダを生成しない
しかし北緯30.4°BSLまで来るとオゾン層は帯状となり夜間（LT23時台）に潮汐圧迫を受けてマジェンダ凸を形成する、と理解できます
ここでもう一つ出て来る疑問は：
オゾン分子は共鳴常磁性の磁気モーメントを持っており、圧縮が無くとも磁力線磁場があれば整列し磁場強度を増大させるのではないか？磁気モーメントを有する粒子に圧縮は必要なのか？という疑問です
難しい所ですが、昼間太陽光により圧縮されている事は確かなので「磁束密度を効率良く高めるには圧縮が必要」と考えています
ここで昼間の圧縮原因には太陽光直接のみでなく、太陽光起因で昼間低緯度で発生する例の「慣性重力波」もあります
赤道直下では太陽光直接より慣性重力波による上方から下方への圧迫が大である可能性があります、その結果生成されたオゾン分子は中高緯度へ強く押し出されるのです
こうして時速1,000kmで移動するオゾン分子シナリオが描ける事になります
以上です
コメバック終わり
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！
