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!

10月度その10:北方磁場強度シリーズ ➡ カナダ5観測点まとめマップを作成する!

カナダ各観測点におけるまとめマップの報告です

まとめは、カナダ観測点5点(OTT/SNK/YKC/IQA/RES)となります

Canadian Magnetic Observatories よりカナダ観測点を示すと

図1: カナダ観測点

SNKとYKCとIQAがオーロラゾーン(帯)に属し、OTTとRESはオーロラ帯から外れています

この差がオーロラ動作に現れて来ます

尚、スペクトルなりFFTに関しましては、別途まとめます

 

 

お付き合い頂ければ幸いです

 

 

 

1.各種世界マップ

図2:世界観測点マップ

 

図3:各観測点の磁気赤道上の磁力線高度マップ

バンアレン外帯の高さは英文Wiki Van Allen radiation belt - Wikipediaり、13,000km - 60,000kmとしました

バンアレン内帯の高さは バンアレン帯 | 天文学辞典 を参照しています

 

2.3年間最大値最小値測定から、まとめマップ

図4:3年間_X成分の平均値と差分平均値のマップ9月報告

OTTを除いて変動部分が極めて大きくなり(要するにバラつきが大となり)差分平均が大となります

一方、全体平均は高緯度ほど小さくなりますが、これは北方成分Xに絞って観測しているからであり、全磁力Fで測定すれば異なる結果になるはずです

 

図5:3年間_第1ピーク観測時刻LT統計結果のマップ10月報告

YKCとIQAは経度はだいぶ異なりますが、全く同じ時間帯に最大値ピークを観測しています

第1ピークのみでなく、全ピークに着眼した分布(但し全体を見る為に抽象化した)が次に示すCyMaマップです

 

ここで、オーロラ帯観測点の真夜中12時近傍のシアンピーク時刻(LocalTime)そ示せば:

図6:今月(10月)のCyMaマップ

X軸は、各観測点の LocalTimeです

Cy もしくは Ma が第1ピーク位置

cy もしくは ma が第1以外のピーク位置(オーロラ帯ではシアンは第1ピークにはならない)

がシアンゼロ時間帯、がマジェンダゼロ時間帯です

 

 

オーロラの出現時間(オーロラ帯の場合)

ここで オーロラ - Wikipedia よりオーロラ帯におけるオーロラ出現時間についてまとめると:

多様な出現形態を持つオーロラという現象全体をみると、出現時間も多様である

オーロラは肉眼で見えづらいものを含めれば、一晩中観測することが出来る。統計的には夜12時に近いほど見られやすいということが分かっている

 オーロラ帯における典型的なオーロラの出現パターンの例を挙げると、夜21時や22時頃(太陽時)から極側にかすかなオーロラが見え始め、それが次第に低緯度側へ拡大し西の方へ広がっていき、弱い場合は東の方から消滅していくが、強い場合はブレイクアップ(オーロラ爆発)に伴う鮮やかなオーロラが一時的に現れたあと弱いオーロラが継続し、翌朝6時頃明るくなるに伴い消滅していく。 

 

 

では何故、真夜中12時近傍のオーロラ帯内でオーロラは観測されやすいのだろうか?

それは、以下の記事に述べたのだけれども、

8月度その9:北方磁場強度シリーズ ➡ 何故、オーロラオーバルでオーロラ発光が多発するのか?そのモデルを考案する! - なぜ地球磁極は逆転するのか?

再度ピックアップすると:

図7:地球夜間側に伸びるプラズマシート

 

図8:NASA Video Magnetic Reconnection:プラズマシートの爆発

www.youtube.comこれが夜間部における磁気リコネクションによるプラズマ爆発です

このプラズマ爆発がバンアレンの内帯と外帯の間の中間帯に伝達され、真夜中12時近傍でオーロラなりオーロラ爆発は観測されやすい、という事になる

 

プラズマ爆発では電子流と陽子流が生成され、電子流はその場の磁力線にトラップされて、この位置ではオーロラ帯の内側である地球磁極側の磁力線に凍結されるので、オーロラ原因にはならない

陽子流は重いのでその場では磁力線に凍結されず、バンアレン外帯を通過する辺りでエネルギーを少し失い、バンアレン外帯と内帯の中間帯辺りで磁力線に凍結される

図9:プラズマ爆発から陽子流がオーロラ帯に至るパス

中間帯とはバンアレン内帯と外帯の間(中間)の事である、SNK/YKC/IQAといったオーロラ帯内観測点に至る磁力線パスはバンアレン中間帯を通過する

外帯の幅は 英文Wiki Van Allen radiation belt - Wikipedia より13,000km - 60,000kmを採用した

この考察によれば、オーロラ帯内の真夜中12時近傍のシアンピーク原因は陽子流である(電子流ではなく)という事になる

プラズマ粒子の存在がジャイロ運動を引き起こし、背景磁場を減衰させるからである、それがこのオーロラ帯内の真夜中12時頃では陽子流である、という事である

なかなか綱渡りの説明だけれども、現時点ではこれしか考え付かない

オーロラ帯におけるオーロラ発生やオーロラ爆発は高エネルギー陽子流である、という事になる

 

 

 

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!

 

>返信はいりませんので(^^;)

まぁ、そうおっしゃらずに!

 

>それにしてもオーロラ帯の共通点が見つかりましたね!

そうなんです!

この考察の結論は、オーロラ原因は夜間プラズマシートから飛来する陽子流である、

となりますから、この点に着眼して何か検証結果が得られないかな?

と考えて(探して)います

今の所、見つかっておりませんが、、、

 

以上でした

コメバック終わり

 

 

 

尚、地磁気データはカナダ地磁気データさん [Digital Data from Canadian Magnetic observatories] 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