• 천문학회보
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• 제38권1호
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• pp.63.1-63.1
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• 2013

To improve the forecast capability of geomagnetic storms, we consider the real time solar and near Earth conditions together, since the characteristics of CMEs can be modified during their transit from the Sun to the Earth, and the geomagnetic storms may be directly affected by not only solar events but also near Earth interplanetary conditions. Using 55 CME-Dst pairs associated with M- and X-class solar flares, which have clearly identifiable source regions during 1997 to 2003, we confirm that the peak values of negative magnetic field Bz and duskward electric field Ey prior to Dst minimum are strongly related with Dst index. We suggest the solar wind criteria (Bz<-5 nT or Ey>3 mV/m for t>2 hr) for moderate storm less than -50 nT by modifying the criteria for intense storms less than -100 nT proposed by Gonzalez and Tsurutani (GT, 1987). As the results, 90% (28/31) of the storms are correctly forecasted by our criteria. For 15 exceptional events that are incorrectly forecasted by only CME parameters, 12 cases (80%) can be properly forecasted by solar wind criteria. When we applying CME and solar wind conditions together, all geomagnetic storms (Dst<-50 nT) are correctly forecasted. Our results show that, the storm forecast capability of the 2~3 days advanced warning based on CME parameters can be improved by combining with the urgent warning based on the near Earth solar wind condition.

• 천문학회지
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• 제34권4호
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• pp.317-319
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• 2001

The response of the earth's magnetosphere to the variation of the solar wind parameters and Interplanetary magnetic field (IMF) has been stud}ed by using a high-resolution, three-dimension magnetohydrodynamic (MHD) simulation when the WIND data of velocity Vx, plasma density, dynamic pressure, By and Bz every 1 minute were used as input. Large electrojet and magnetic storm which occurred on October 21 and 22 are reproduced in the simulation (fig. 1). We have studied the energy transfer and tail reconnect ion in association with geomagnetic storms.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2001년도 한국우주과학회보 제10권1호
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• pp.31-31
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• 2001

No Abstract, See Full Text

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.425-438
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• 2009

ACE 위성에서 제공되는 1998년에서 2006년까지 9년간 관측된 양질의 1시간 평균 태양풍 매개변수를 이용하여 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식을 재검토했다. 이 기간 동안 60개의 단순 발달형 자기폭풍을 골랐다. Burton et al.(1975)의 Dst 예측식의 에너지 공급항(Q)과 소멸 시간 ($\tau$)을 추정하기 위해 상기 자기폭풍 기간 동안 $Dst^*$와 $VS_s$, ${\Delta}Dst^*$와 $VS_s$ 그리고 ${\Delta}Dst^*$와 $Dst^*$의 상관관계를 구했다. 이 때 ACE 위성으로부터 지구까지 전파 시간(1시간)과 태양풍과 지구 자기권 사이의 지연 시간(0.5시간) 고려했다. 그 결과 $VB_s$ > 0.5mV/m일 때 $Q(nT/h)=-3.56VB_s$이였고, $VB_s\;{\leq}\;0.5mV/m$일 때는 Q(nT/h)=0으로 두었다(Burton et al., 1975) 그리고 $Dst^*$가 -175nT보다 작은 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;0.060Dst^*\;+\;16.65$이고, $Dst^*$가 -175nT보다 큰 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;6.15$로 추정됐다. 이 연구에서 얻은 Q와 $\tau$를 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식에 대입하고 이를 이용하여 상기 60개 자기폭풍을 예측한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 0.88이였다. 이를 다른 연구 결과와 비교하기 위해 Burton et al.(1975)과 O'Brien & McPherron(2000a)의 $Dst^*$ 예측 방법을 같은 자기폭풍에 적용한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 각각 0.85였다. 이 연구는 기존 연구보다 다소 개선된 결과를 나타냈으며, 특히 $Dst^*\;{< \atop \sim}\;-200nT$의 강한 자기폭풍의 예측에 효과적이었다.

• 천문학논총
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• 제13권1호
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• pp.181-208
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• 1998

We have analyzed the sunspot and aurora data recorded in Go-Ryer-Sa. We have collected 35 records of sunspot observations for 46 days, and 232 records of auroral observations. To objectively estimate the periods of the solar activity appearing in these records a method of calculating the one-dimensional power spectrum from inhomogeneous data is developed, and applied to the sunspot and auroral data. We have found statistically significant 10.5 and 10 year periodicities in the distributions of sunspot and aurora records, respectively. These periods are consistent with the well-known solar activity cycle. There are indications of the long-term variations, but the period is not certain. We have also calculated the cross-correlations between the sunspot and auroral data. In particular, we have divided the aurora data into several subgroups to study their nature. We conclude that the historical records of strong auroral activity correspond to non-recurrent magnetic storms related to the sunspots. On the other hand, the records of weak auroral activity are thought to be related with the recurrent magnetic storms which occur frequently due to the coronal hole near the sunspot minimum.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권2호
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• pp.109-122
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• 2003

자기폭풍(magnetic storm)과 서브스톰(substorm)의 인과관계를 규명하기 위하여 서브스톰 확장기 활동(substorm expansive activity)의 전형적인 지시자로 알려진 정지궤도 위성에서 관측된 양성자 플럭스(proton flux)의 무분산 입자유입률(dispersionless particle injection rate)과 Dst 지수와의 상관관계를 조사하였다. 본 연구에 이용된 자기폭풍은 1996년에서 2000년까지 5년 동안에 일어난 것으로 자기폭풍 기간 중 Dst의 최소값인 $Dst_{min}$의 크기에 따라 대규모($-200nT{$\leq$}Dst_{min}{$\leq$}-100nT$), 중규모($-100nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-50nT$), 소규모 자기폭풍($-50nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-30nT$)의 3단계로 구분하였다. 양성자 플럭스는 LANL의 정지궤도 위성에서 관측된 자료 중에서 주로 환전류(ring current)를 구성하는 입자의 에너지에 해당하는 50keV에서 670keV 범위의 6개 에너지 채널의 자료를 이용하였다. 그리고 입자유입은 자정 부근에서 주로 일어나므로 18:00~04:00MLT구간에서 관측된 자료만을 이용하였다. 한편 내부 자기권으로 유입되는 입자에너지를 추정하기 위하여 양성자 플럭스 비($f_{max}/f_{ave}$)를 조사하였다. 여기서, $f_{ave}$ 및 $f_{max}$는 각각 입자유입이 일어나기 전 후의 양성자 플럭스의 양을 나타낸다. 한편 자기폭풍 기간 동안에 1 ~ 2개의 인공위성 관측으로부터 내부 자기권으로 유입되는 총 에너지량을 추정하는 것이 불가능하다는 것이 알려졌다. 그러나 총 에너지 유입량은 적어도 플럭스 비와 유입횟수에 비례할 것이다. 따라서 내부 자기권으로 유입되는 에너지의 양을 간접적으로 추정하기 위해서 이들의 곱으로 정의되는 총 에너지 유입률 지수(total energy injection parameter, TEIP)를 제안하였다. 특히 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하는 정도를 알기 위하여 자기폭풍을 두 구간, 즉 주상(main phase)과 회복기(recovery phase)로 나누어 조사하였다. 양성자의 무분산 유입자료와 자기폭풍 기간 중 Dst$_{min}$ 값을 비교해 본 결과 다음과 같은 특성이 확인되었다. 첫째, 주상기간 중 입자들의 평균 유입횟수는 자기폭풍의 크기에 비례하여 증가하는 경향을 나타내며 유입휫수와 $Dst_{min}$ 사이에는 높은 상관관계(0.83)가 있었다. 둘째, 주상기간 중 자기폭풍의 크기가 클수록 플럭스 비 ($f_{max}/f_{ave}$는 대체로 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 75~113keV 에너지 채널에서의 $Dst_{min}$ 값과 플럭스 비의 상관계수는 0.74로서 가장 높았으며 나머지 에너지 채널 역시 비교적 높은 상관관계를 나타냈다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권4호
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• pp.237-244
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• 2017

Magnetic flux ropes, often observed during intervals of interplanetary coronal mass ejections, have long been recognized to be critical in space weather. In this work, we focus on magnetic flux rope structure but on a much smaller scale, and not necessarily related to interplanetary coronal mass ejections. Using near-Earth solar wind advanced composition explorer (ACE) observations from 1998 to 2016, we identified a total of 309 small-scale magnetic flux ropes (SMFRs). We compared the characteristics of identified SMFR events with those of normal magnetic cloud (MC) events available from the existing literature. First, most of the MCs and SMFRs have similar values of accompanying solar wind speed and proton densities. However, the average magnetic field intensity of SMFRs is weaker (~7.4 nT) than that of MCs (~10.6 nT). Also, the average duration time and expansion speed of SMFRs are ~2.5 hr and 2.6 km/s, respectively, both of which are smaller by a factor of ~10 than those of MCs. In addition, we examined the geoeffectiveness of SMFR events by checking their correlation with magnetic storms and substorms. Based on the criteria Sym-H < -50 nT (for identification of storm occurrence) and AL < -200 nT (for identification of substorm occurrence), we found that for 88 SMFR events (corresponding to 28.5 % of the total SMFR events), substorms occurred after the impact of SMFRs, implying a possible triggering of substorms by SMFRs. In contrast, we found only two SMFRs that triggered storms. We emphasize that, based on a much larger database than used in previous studies, all these previously known features are now firmly confirmed by the current work. Accordingly, the results emphasize the significance of SMFRs from the viewpoint of possible triggering of substorms.

• 지구물리
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• 제7권1호
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• pp.11-21
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• 2004

The variation of geomagnetic field and absolute magnetic field at the geomagnetic observatory of King Sejong Station has been measured with 3-component ring core fluxgate magnetometer, proton magnetometer and D-I magnetometer. With data obtained from King Sejong Station during 2003, thediurnal and annual variations of geomagnetic field were researched and compared with those at other observatories. The deviation of daily variation of magnetic field in antarctica decreased gradually during winter season due to sun effect. The rates of componental annual variation of magnetic field at King Sejong Station were calculated using the least-square method under the assumption that the annual variation of magnetic field is linear. The rates are -55.93 nT/year in horizontal intensity, -0.87 min./year in declination, 58.30 nT/year in vertical intensity, and -69.85 nT/year in total intensity of magnetic field. A remarkable variation was caused by the magnetic storms occurred on 29~30 October, which were so powerful that the variation was observed in mid latitudes as well as high latitudes. The values of variation are generally 1500 2000 nT in Antarctica including King Sejong Station, 350 500 nT in East Asia. The measurement of absolute magnetic field shows that ring core fluxgate magnetometer has relatively large error range under cold temperature.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권1호
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• pp.27-32
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• 2001

A statistical study has been performed of the magnetic storm recovery phase using the Dst index for 102 storm events in the interval January 1996 to December 1998. In 43 cases (or 42%) out of our 102 events, the recovery phase exhibits fast recovery (kaking about 8 hours or less) at its initial stage or for the entire recovery period. Since this fast recovery can be explained by the fast charge exchange less of $O^{+}$ ions which mostly com from the ionosphere, and since a fraction of $H^{+}$ ions is of ionospheric origin as well, our statistical result supports the view that the source of ring current ions in many magnetic storms can be terrestrial.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.157-166
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• 2008

이 논문에서는 2000년부터 2004년까지 발생한 지자기 폭풍과 Sawtooth 진동 현상의 통계적 관계에 대해 연구하였다. 먼지 이 시기에 발생된 154건의 지자기 폭풍을 Dst 지수를 이용하여 선별하였으며 특히 선별된 지자기 폭풍이 코로나 물질 분출(Coronal Mass Ejection; CME), Corotating Interaction Region(CIR) 등 어떤 유도체에 의해 발생되었는지 구분하였다. 또한 같은 $2000{\sim}2004$년 기간에 대해 정지궤도 고에너지 대전 입자 플럭스 자료를 통해 Sawtooth 진동 현상 사례 48건을 선별하였다. 이 두 종류의 현상에 대한 통계적 상관관계를 분석한 결과, 총 154건의 지자기 폭풍 중에서 47건(약 30%)이 Sawtooth 진동 현상을 동반하는 지자기 폭풍이었다. 또한 총 48건의 Sawtooth 진동 현상 사건 중 단 1건의 경우를 제외하고 모든 Sawtooth 현상이 지자기 폭풍 기간 동안 발견되었다. 그리고 Sawtooth 진동을 동반하는 지자기 폭풍은 그 유도체가 CIR인 경우(약 30%) 보다는 CME인 경우(약 62%)가 더 많았다. 이외에도 Sawtooth 진동 현상은 CME에 의한 지자기 폭풍의 경우에는 주로(약 82%) 주상기간(Main Phase)에 발생하였지만 CIR에 의한 지자기 폭풍의 경우에는 주로(약 78%) 회복기간(Recovery Phase)에 발생하였다. 다음으로 지자기 폭풍을 유발하는데 중요한 요소인 행성간 자기장 IMF (Interplanetary Magnetic Field)의 남쪽 방향 성분 Bz 및 태양풍의 속도가 Sawtooth 진돌 발생기간 중 어떤 평균적인 특징을 갖는지 조사하였다. 대부분의 Sawtooth 진동 현상은 IMF Ba가 -15nT에서 0 사이이고, 태양풍 속도가 $400{\sim}700km/s$인 상태에 해당한다. 또한 IMF Bz의 강도는 Sawtooth 진동 기간 동안에 대전 입자 플럭스 증가의 횟수와 약한 상관관계가 있음을 발견하였다.