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NCAR-TIEGCM을 이용한 이온권-열권의 상호작용 연구: 행성간 자기장(IMF)에 의존적인 이온권 플라즈마대류의 고위도 하부 열권 바람에 대한 영향
IONOSPHERE-THERMOSPHERE INTERACTIONS BASED ON NCAR-TIEGCM: THE INFLUENCE OF THE INTERPLANETARY MAGNETIC FIELD (IMF)-DEPENDENT IONOSPHERIC CONVECTION ON THE HIGH-LATITUDE LOWER THERMOSPHERIC WIND

곽영실   (경북대학교 천문대기과학과UU0000096  ); 안병호   (경북대학교 지구과학교육과UU0000096  ); 원영인   (한국해양연구원 극지연구본부CC0186912  );
  • 초록

    고위도의 이온권 전기장이 열권 역학에 어떻게 영향을 주는지를 이해하기 위하여, 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 고위도 하부 열권의 바람을 연구하였다. 1992-1993년 기간의 남반구 여름철 조건에 대해 모델을 가동하였으며, 행성간 자기장(IMF)에 좌우되는 이온권 대류가 바람에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 IMF와 열권 바람과의 관련성을 또한 조사하였다. 비록 모델로부터 추정된 바람의 세기가 WINDII관측치에 비해 대체적으로 약하긴 하지만, 바람의 형태는 잘 일치하였다. 고위도 여름철 열권 바람에 대한 이온권 대류의 영향이 105km까지 나타나는 것으로 확인되었다. IMF $\neq$ O와 IMF=0인 경우의 바람차이(difference wind)는 IMF $B_y$ 성분이 양과 음일 때 각각 시계방향과 반시계방향의 강한 소용돌이 형태를 보이며, 이 소용돌이 양상은 고도 105km까지 나타났다. IMF $B_z$ 가 양인 경우의 바람차이는 극관에 아주 국한되는 반면, IMF $B_z$ 가 음일 경우에는 아오로라(subauroral) 위도까지 확장되었다. IMF $B_z$ 에 좌우되는 일주풍(diurnal wind) 성분과 이온권 대류 성분 사이에는 뚜렷한 상관관개를 보이며, 그 관련성은 고도 108km까지 나타나고, 그때 일주풍은 강한 회 전성을 나타냈다 하부 열권의 여름철 동서성분바람의 자기지방시(MLT) 평균에 대한 IMF $B_y$ 영향은 고위도에서 상당히 크며, 최대 풍속은 지자기 위도 $77^{\circ}$ 부근의 고도 130km에서 약 $60ms^-1$ 로 나타났다.


    To better understand how high-latitude electric fields influence thermospheric dynamics, winds in the high-latitude lower thermosphere are studied by using the Thermosphere-ionosphere Electrodynamics General Circulation Model developed by the National Conte. for Atmospheric Research (NCAR-TIEGCM). The model is run for the conditions of 1992-1993 southern summer. The association of the model results with the interplanetary magnetic field(IMF) is also examined to determine the influences of the IMF-dependent ionospheric convection on the winds. The wind patterns show good agreement with the WINDII observations, although the model wind speeds are generally weaker than the observations. It is confirmed that the influences of high-latitude ionospheric convection on summertime thermospheric winds are seen down to 105 km. The difference wind, the difference between the winds for IMF $\neq$ O and IMF=0, during negative IMF $B_y$ shows a strong anticyclonic vortex while during positive IMF $B_y$ a strong cyclonic vortex down to 105 km. For positive IMF $B_z$ the difference winds are largely confined to the polar cap, while for negative IMF B, they extend down to subauroral latitudes. The IMF $B_z$ -dependent diurnal wind component is strongly correlated with the corresponding component of ionospheric convection velocity down to 108 km and is largely rotational. The influence of IMF by on the lower thermospheric summertime zonal-mean zonal wind is substantial at high latitudes, with maximum wind speeds being $60\;ms^-1$ at 130 km around $77^{\circ}$ magnetic latitude.


  • 주제어

    wind .   high-latitude lower thermosphere .   ionospheric convection .   IMF.  

  • 참고문헌 (36)

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  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kwak, Young-Sil ; Lee, Jae-Jin ; Ahn, Byung-Ho ; Hwang, Jung-A ; Kim, Khan-Hyuk ; Cho, Kyung-Seok 2008. "Analysis of Wind Vorticity and Divergence in the High-latitude Lower Thermosphere: Dependence on the Interplanetary Magnetic Field (IMF)" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences, 25(4): 405~414     

 저자의 다른 논문

  • Ahn, Byung-Ho (28)

    1. 1970 "Expansions for Hyperbolic Orbit" 天文學會誌 = The journal of the Korean Astronomical Society 3 (1): 13~16    
    2. 1994 "Vertical Profiles of Meteorological Parameters over Taegu City" Korean journal of geophysical research 22 (1): 24~32    
    3. 1995 "지자기교란시 극전리층의 전자기적인 특성" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 12 (2): 216~233    
    4. 1996 "최정산 위성추적소의 천체관측 환경에 관한 조사 연구: II. 천문 관측환경에 대한 기상학적 연구" 천문학논총 = Publications of the Korean Astronomical Society 11 (1): 197~220    
    5. 1997 "현행 중등학교 과학 실험.실습 교육 실태 조사 및 그 운영 진단(I)-중학교 과학 실험.실습 교육을 중심으로-" 한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education 17 (4): 435~450    
    6. 1998 "현행 중등학교 과학 실험.실습 교육 실태 조사 및 그 운영 진단(II)- 고등학교 과학 실험.실습 교육을 중심으로 -" 한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education 18 (3): 383~398    
    7. 2000 "지상지자기변화기록을 이용한 우주천기연구" 천문학논총 = Publications of the Korean Astronomical Society 15 (suppl2): 1~13    
    8. 2000 "오로라 제트전류에 대한 전기장과 전기전도도의 상대적 기여도" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 17 (1): 87~98    
    9. 2002 "SONDRESTROM 비간섭 산란 레이더 자료를 이용한 극지방 전리층의 기후학적 특성 연구" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 19 (1): 75~88    
    10. 2002 "전리층 전기전도도의 추정과 관련된 불확실성" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 19 (4): 243~254    
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