Abstract
Magnetospheric substorms occur frequently during magnetic storms, suggesting that the two phenomena are closely associated. We can investigate the relation between magnetospheric substorms and magnetic storms by examining the correlation between AE and Dst indices. For this purpose, we calculated the monthly cumulative AU, $\mid{AL}\mid$ and $\mid{Dst}\mid$ indices. The correlation coefficient between the monthly cumulative $\mid{AL}\mid$ and $\mid{Dst}\mid$ index is found to be 0.60, while that between monthly cumulative AU and $\mid{Dst}\mid$ index is 0.28. This result indicates that substorms seem to contribute to the development of magnetic storms. On the other hand, it has been reported that the interplanetary electric field associated with southward IMF intensifies the magnetospheric convection, which injects charged particles into the inner magnetosphere, thus developing the ring current. To evaluate the contribution of the interplanetary electric field to the development of the storm time ring current belt, we compared the monthly cumulative interplanetary electric field and the monthly cumulative Dst index. The correlation coefficient between the two cumulative indices is 0.83 for southward IMP and 0.39 for northward IMF. It indicates that magnetospheric convection induced by southward IMF is also important in developing magnetic storms. Therefore, both magnetospheric substorm and enhanced magnetospheric convection seem to contribute to the buildup of magnetic storm.
자기폭풍 기간 중에는 서브스톰이 빈번히 발생한다. 그리고 서브스톰이 진행될 때 극지방에는 오로라 제트 전류가 발생하며, 이는 AU 및 AL 지수로 그 강도를 규정할 수 있다. 따라서 AU 및 AL 지수와 자기폭풍의 정도를 나타내는 Dst 지수와의 상관관계를 구해봄으로써 서브스톰이 자기폭풍의 형성에 어떻게 기여하는지 조사할 수 있다. 이를 위하여 월별 누적 AU 지수, 월별 누적 $\mid{AL}\mid$ 지수 값을 구한 뒤, 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수와의 상관관계를 구하였다. 그 결과 월별 누적 $\mid{AL}\mid$ 지수와 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수의 상관관계는 0.60으로 월별 누적 AU 지수와 월별 누적 $\mid{Dst}\mid$ 지수의 상관관계 0.28보다 비교적 높게 나타났다. 이는 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하고 있음을 의미한다. 한편 IMF가 남쪽을 향할 때 자기권에는 강력한 대류가 형성되어 하전입자를 내부 자기권으로 가속시키므로 자기폭풍을 야기한다는 견해가 있다. 대류를 야기하는 행성간 전기장은 $\bar{E}=-\var{V}$(태양풍 속도) $\times\bar{B}_Z$(GSM에서 IMF의 Z축 성분)으로 주어지며, 이로부터 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수 값을 비교해 봄으로써 행성간 전기장의 강화로 인한 자기권 대류가 자기폭풍 형성에 어느 정도 기여하는지를 조사할 수 있다. 여기서 Dst 지수는 태양풍에 의한 동압을 고려한 값이며, 월별 누적 행성간 전기장은 행성간 전기장이 양일 때와 음일때를 구분한 뒤 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계를 알아보았다. 그 결과 행성간 전기장이 음의 값을 나타낼 때 구한 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계는 0.83이고, 양일 때 월별 누적 행성간 전기장과 월별 누적 Dst 지수와의 상관관계는 0.39로 나타났다. 이것은 IMF가 남쪽으로 향할 때 발생하는 자기권 대류의 강화 역시 자기폭풍의 발달에 중요한 역할을 하고 있음을 보여 준다.