We have investigated a relationship among the solar proton events (SPEs), coronal mass ejections (CMEs) and solar flares during the solar cycle 23 (1997-2006). Using 63 SPE dataset, we found that SPE rise time, duration time, and decrease times depend on CME speed and SPE peak intensity depends on the CME earthward direction parameter as well as CME speed and x-ray flare intensity. While inspecting the relation between SPE peak intensity and the CME earthward direction parameter, we found that there are two groups: first group consists of large 6 SPEs (> 10,000 pfu at >10 MeV proton channel of GOES satellite) and shows a very good correlation (cc=0.65) between SPE peak intensity and CME earthward direction parameter. The second group has a relatively weak SPE peak intensity and shows poor correlation between SPE peak intensity and the CME earthward direction parameter (cc=0.01). By investigating characteristics of 6 SPEs in the first group, we found that there are special common conditions of the extremely large proton events (group 1); (1) all the SPEs are associated with very fast halo CME (>1400km/s), (2) they are almost located at disk region, (3) they also accompany large flare (>M7), (4) all they are preceded by another wide CMEs, and (5) they all show helmet streamer nearby the main CME. In this presentation, we will give details of the energy spectra of the 6 SPE events from the ERNE/HED aboard the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), and onset time comparison among the SPE, flare, type II burst, and CME.
Park, Wooyeon;Lee, Jeongwoo;Yi, Yu;Ssessanga, Nicholas;Oh, Suyeon
Journal of Astronomy and Space Sciences
/
v.32
no.3
/
pp.181-187
/
2015
Storm sudden commencements (SSCs) occur due to a rapid compression of the Earth's magnetic field. This is generally believed to be caused by interplanetary (IP) shocks, but with exceptions. In this paper we explore possible causes of SSCs other than IP shocks through a statistical study of geomagnetic storms using SYM-H data provided by the World Data Center for Geomagnetism - Kyoto and by applying a superposed epoch analysis to simultaneous solar wind parameters obtained with the Advanced Composition Explorer (ACE) satellite. We select a total of 274 geomagnetic storms with minimum SYM-H of less than -30nT during 1998-2008 and regard them as SSCs if SYM-H increases by more than 10 nT over 10 minutes. Under this criterion, we found 103 geomagnetic storms with both SSC and IP shocks and 28 storms with SSC not associated with IP shocks. Storms in the former group share the property that the strength of the interplanetary magnetic field (IMF), proton density and proton velocity increase together with SYM-H, implying the action of IP shocks. During the storms in the latter group, only the proton density rises with SYM-H. We find that the density increase is associated with either high speed streams (HSSs) or interplanetary coronal mass ejections (ICMEs), and suggest that HSSs and ICMEs may be alternative contributors to SSCs.
In this study we apply Support Vector Machine (SVM) to the prediction of geo-effective halo coronal mass ejections (CMEs). The SVM, which is one of machine learning algorithms, is used for the purpose of classification and regression analysis. We use halo and partial halo CMEs from January 1996 to April 2010 in the SOHO/LASCO CME Catalog for training and prediction. And we also use their associated X-ray flare classes to identify front-side halo CMEs (stronger than B1 class), and the Dst index to determine geo-effective halo CMEs (stronger than -50 nT). The combinations of the speed and the angular width of CMEs, and their associated X-ray classes are used for input features of the SVM. We make an attempt to find the best model by using cross-validation which is processed by changing kernel functions of the SVM and their parameters. As a result we obtain statistical parameters for the best model by using the speed of CME and its associated X-ray flare class as input features of the SVM: Accuracy=0.66, PODy=0.76, PODn=0.49, FAR=0.72, Bias=1.06, CSI=0.59, TSS=0.25. The performance of the statistical parameters by applying the SVM is much better than those from the simple classifications based on constant classifiers.
Halo coronal mass ejections (CMEs) originating from solar activities give rise to geomagnetic storms when they reach the Earth. Variations in the geomagnetic field during a geomagnetic storm can damage satellites, communication systems, electrical power grids, and power systems, and induce currents. Therefore, automated techniques for detecting and analyzing halo CMEs have been eliciting increasing attention for the monitoring and prediction of the space weather environment. In this study, we developed an algorithm to sense and detect halo CMEs using large angle and spectrometric coronagraph (LASCO) C3 coronagraph images from the solar and heliospheric observatory (SOHO) satellite. In addition, we developed an image processing technique to derive the morphological and dynamical characteristics of halo CMEs, namely, the source location, width, actual CME speed, and arrival time at a 21.5 solar radius. The proposed halo CME automatic analysis model was validated using a model of the past three halo CME events. As a result, a solar event that occurred at 03:38 UT on Mar. 23, 2014 was predicted to arrive at Earth at 23:00 UT on Mar. 25, whereas the actual arrival time was at 04:30 UT on Mar. 26, which is a difference of 5 hr and 30 min. In addition, a solar event that occurred at 12:55 UT on Apr. 18, 2014 was estimated to arrive at Earth at 16:00 UT on Apr. 20, which is 4 hr ahead of the actual arrival time of 20:00 UT on the same day. However, the estimation error was reduced significantly compared to the ENLIL model. As a further study, the model will be applied to many more events for validation and testing, and after such tests are completed, on-line service will be provided at the Korean Space Weather Center to detect halo CMEs and derive the model parameters.
Kim, Roksoon;Gopalswamy, Nat;Cho, Kyungsuk;Moon, Yongjae;Yashiro, Seiji;Park, Youngdeuk
The Bulletin of The Korean Astronomical Society
/
v.37
no.2
/
pp.132.2-132.2
/
2012
We have investigated the characteristics of magnetic cloud (MC) and ejecta (EJ) associated coronal mass ejections (CMEs) based on the assumption that all CMEs have a flux rope structure. For this, we used 54 CMEs and their interplanetary counter parts (interplanetary CMEs: ICMEs) that constitute the list of events used by the NASA/LWS Coordinated Data Analysis Workshop (CDAW) on CME flux ropes. We considered the location, angular width, and speed as well as the direction parameter, D. The direction parameter quantifies the degree of asymmetry of the CME shape, and shows how closely the CME propagation is directed to Earth. For the 54 CDAW events, we found several properties of the CMEs as follows: (1) the average value of D for the 23 MCs (0.62) is larger than that for the 31 EJs (0.49), which indicates that the MC-associated CMEs propagate more directly to the Earth than the EJ-associated CMEs; (2) comparison between the direction parameter and the source location shows that the majority of the MC-associated CMEs are ejected along the radial direction, while many of the EJ-associated CMEs are ejected non-radially; (3) the mean speed of MC-associated CMEs (946 km/s) is faster than that of EJ-associated CMEs (771 km/s). For seven very fast CMEs (>1500 km/s), all CMEs with large D (>0.4) are associated with MCs and the CMEs with small D are associated with EJs. From the statistical analysis of CME parameters, we found the superiority of the direction parameter. Based on these results, we suggest that the CME trajectory essentially decides the observed ICME structure.
The space radiation dose over air routes including polar routes should be carefully considered, especially when space weather shows sudden disturbances such as coronal mass ejections (CMEs), flares, and accompanying solar energetic particle events. We recently established a heliocentric potential (HCP) prediction model for real-time operation of the CARI-6 and CARI-6M programs. Specifically, the HCP value is used as a critical input value in the CARI-6/6M programs, which estimate the aviation route dose based on the effective dose rate. The CARI-6/6M approach is the most widely used technique, and the programs can be obtained from the U.S. Federal Aviation Administration (FAA). However, HCP values are given at a one month delay on the FAA official webpage, which makes it difficult to obtain real-time information on the aviation route dose. In order to overcome this critical limitation regarding the time delay for space weather customers, we developed a HCP prediction model based on sunspot number variations (Hwang et al. 2015). In this paper, we focus on improvements to our HCP prediction model and update it with neutron monitoring data. We found that the most accurate method to derive the HCP value involves (1) real-time daily sunspot assessments, (2) predictions of the daily HCP by our prediction algorithm, and (3) calculations of the resultant daily effective dose rate. Additionally, we also derived the HCP prediction algorithm in this paper by using ground neutron counts. With the compensation stemming from the use of ground neutron count data, the newly developed HCP prediction model was improved.
Dae-Young Lee;Rok-Soon Kim;Kyung-Eun Choi;Jungjoon Seough;Junga Hwang;Dooyoung Choi;Ji-Hyeon Yoo;Seunguk Lee;Sung Jun Noh;Jongho Seon;Kyung-Suk Cho;Kwangsun Ryu;Khan-Hyuk Kim;Jong-Dae Sohn;Jae-Young Kwak;Peter H. Yoon
Journal of Astronomy and Space Sciences
/
v.41
no.1
/
pp.1-15
/
2024
The Korean heliospheric community, led by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), is currently assessing the viability of deploying a spacecraft at the Sun-Earth Lagrange Point L4 in collaboration with National Aeronautics and Space Administration (NASA). The aim of this mission is to utilize a combination of remote sensing and in situ instruments for comprehensive observations, complementing the capabilities of the L1 and L5 observatories. The paper outlines longterm scientific objectives, underscoring the significance of multi-point in-situ observations to better understand critical heliospheric phenomena. These include coronal mass ejections, magnetic flux ropes, heliospheric current sheets, kinetic waves and instabilities, suprathermal electrons and solar energetic particle events, as well as remote detection of solar radiation phenomena. Furthermore, the mission's significance in advancing space weather prediction and space radiation exposure assessment models through the integration of L4 observations is discussed. This article is concluded with an emphasis on the potential of L4 observations to propel advancements in heliospheric science.
Park, J.;Moon, Y.J.;Kim, K.H.;Cho, K.S.;Kim, H.D.;Kim, Y.H.;Park, Y.D.;Yi, Y.
Journal of Astronomy and Space Sciences
/
v.24
no.2
/
pp.125-134
/
2007
In this paper, we analyze the orbital variation of the Korea Multi-Purpose SATellite-1(KOMPSAT-1) in a strong space environment due to satellite drag by solar and geomagnetic activities. The satellite drag usually occurs slowly, but becomes serious satellite drag when the space environment suddenly changes via strong solar activity like a big flare eruption or coronal mass ejections(CMEs). Especially, KOMPSAT-1 as a low earth orbit satellite has a distinct increase of the drag acceleration by the variations of atmospheric friction. We consider factors of solar activity to have serious effects on the satellite drag from two points of view. One is an effect of high energy radiation when the flare occurs in the Sun. This radiation heats and expands the upper atmosphere of the Earth as the number of neutral particles is suddenly increased. The other is an effect of Joule and precipitating particle heating caused by current of plasma and precipitation of particles during geomagnetic storms by CMEs. It also affects the density of neutral particles by heating the upper atmo-sphere. We investigate the satellite drag acceleration associated with the two factors for five events selected based on solar and geomagnetic data from 2001 to 2002. The major results can be summarized as follows. First, the drag acceleration started to increase with solar EUV radiation with the best cross-correlation (r = 0.92) for 1 day delayed F10.7. Second, the drag acceleration and Dst index have similar patterns when the geomagnetic storm is dominant and the drag acceleration abruptly increases during the strong geomagnetic storm. Third, the background variation of the drag accelerations is governed by the solar radiation, while their short term (less than a day) variations is governed by geomagnetic storms.
We studied the solar proton events (SPEs) associated with coronal mass ejections (CMEs) during the solar cycle 23 (1997-2006). Using 63 SPE dataset, we investigated the relationship among SPE, flare, and CME, and found that (1) SPE rise time and duration time depend on CME speed and the earthward direction parameter of the CME, and (2) the SPE peak intensity depends on CME speed and X-ray Flare intensity. While inspecting the relation between SPE peak intensity and the direction parameter, we found there are two groups: first group consists of large six SPEs (> 10,000 pfu at > 10 MeV proton channel of GOES satellite) and shows strong correlation (cc = 0.65) between SPE peak intensity and CME direction parameter. The second group has a weak intensity and shows poor correlation between SPE peak intensity and the direction parameter (cc = 0.01). By investigating characteristics of the first group, we found that all the SPEs are associated with very fast halo CME (> 1400km/s) and also they are mostly located at central region and within ${\pm}20^{\circ}$ latitude and ${\pm}30^{\circ}$ longitude strip.
Type II solar radio bursts show frequency drifts from high to low over time. They have been known as a signature of coronal shock associated with Coronal Mass Ejections (CMEs) and/or flares, which cause an abrupt change in the space environment near the Earth (space weather). Therefore, early detection of type II bursts is important for forecasting of space weather. In this study, we develop a deep-learning (DL) model for the automatic detection of type II bursts. For this purpose, we adopted a 1-D Convolution Neutral Network (CNN) as it is well-suited for processing spatiotemporal information within the applied data set. We utilized a total of 286 radio burst spectrum images obtained by Hiraiso Radio Spectrograph (HiRAS) from 1991 and 2012, along with 231 spectrum images without the bursts from 2009 to 2015, to recognizes type II bursts. The burst types were labeled manually according to their spectra features in an answer table. Subsequently, we applied the 1-D CNN technique to the spectrum images using two filter windows with different size along time axis. To develop the DL model, we randomly selected 412 spectrum images (80%) for training and validation. The train history shows that both train and validation losses drop rapidly, while train and validation accuracies increased within approximately 100 epoches. For evaluation of the model's performance, we used 105 test images (20%) and employed a contingence table. It is found that false alarm ratio (FAR) and critical success index (CSI) were 0.14 and 0.83, respectively. Furthermore, we confirmed above result by adopting five-fold cross-validation method, in which we re-sampled five groups randomly. The estimated mean FAR and CSI of the five groups were 0.05 and 0.87, respectively. For experimental purposes, we applied our proposed model to 85 HiRAS type II radio bursts listed in the NGDC catalogue from 2009 to 2016 and 184 quiet (no bursts) spectrum images before and after the type II bursts. As a result, our model successfully detected 79 events (93%) of type II events. This results demonstrates, for the first time, that the 1-D CNN algorithm is useful for detecting type II bursts.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.