University of Oulu

Geovaikuttavan aurinkotuulen nopeiden virtausten ominaisuudet

Saved in:
Author: Vatjus, Joonas1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Science, Physics
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.7 MB)
Pages: 44
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201903191339
Language: Finnish
Published: Oulu : J. Vatjus, 2019
Publish Date: 2019-03-20
Thesis type: Master's thesis
Tutor: Aikio, Anita
Virtanen, Ilkka
Reviewer: Aikio, Anita
Virtanen, Ilkka
Description:

Tiivistelmä

Tässä pro gradu -tutkielmassa perehdytään geovaikuttavan aurinkotuulen nopeiden virtausten (v ≥ 500 km/s) ominaisuuksiin. Tutkielmassa aurinkotuuli määritellään geovaikuttavaksi, jos sen havaitaan aiheuttavan geomagneettisia myrskyjä, joille Kp-indeksi saa arvoja Kp ≥ 5 törmätessään Maan magneettikenttään. Tutkielmassa geovaikuttavan aurinkotuulen nopeiden virtausten ominaisuuksiin perehdytään mm. nopeuden, magneettivuon tiheyden, elektronitiheyden sekä geovaikuttavuutta määrittävien indeksien (Akasofun epsilon-parametri, AE-indeksi ja SYM-H-indeksi) tarkastelemisen myötä. Ominaisuuksia tutkittaessa on jätetty huomiotta koronan massapurkauksen synnyttämä aurinkotuuli.

Tutkimuksessa käytetty data-aineisto on peräisin ACE (Advanced Composition Explorer) avaruusluotaimen keräämästä datasta. ACE-avaruusluotain sijaitsee noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta kohti Aurinkoa. ACE-avaruusluotaimen keräämä data on haettu OMNI-datapalvelimelta. Data-aineisto on rajattu aikavälille 1995–2017. Datan käsittely on tehty valmiilla ohjelmalla, joka käyttää Matlab-kieltä. Ohjelman ensisijainen tarkoitus oli erotella data-aineistosta aurinkotuulen nopeita virtauksia, HSS tapahtumia (high-speed stream events). Tätä tutkimusta varten ohjelmaan tehtiin lisäys, joka erotteli HSS tapahtumien joukosta geovaikuttavat HSS tapahtumat (tässä tutkimuksessa käytetty lyhennettä "geo-HSS tapahtuma"). Geo-HSS tapahtumien joukosta poistettiin vielä koronan massapurkauksien aiheuttamat tapahtumat käyttämällä Richardson & Cane (2010) listaa. Tämän jälkeen aineisto oli valmis tutkimusta varten.

Tutkimustuloksien mukaan aikavälillä 1995–2017 tapahtui yhteensä 356 geo-HSS tapahtumaa. Näistä 95 aiheutui koronan massapurkauksen seurauksena, ja loput 261 olivat geovaikuttavan aurinkotuulen nopeiden virtausten aiheuttamia. Tämän otantajoukon perusteella geovaikuttavan aurinkotuulen nopean virtauksen ominaisuuksien maksimiarvot mediaanille ja kvartiileille ovat: nopeus (500 ± 70) km/s, magneettivuon tiheys (9,5 ± 2,0) nT ja elektronitiheys (14 ± 6) cm-3. Geovaikuttavuutta määrittävien indeksien mediaanien ääriarvot ko. otantajoukon perusteella olivat: Akasofun epsilon-parametri 300 GW, AE-indeksi 350 nT ja SYM-H-indeksi -30 nT. Geovaikuttavan aurinkotuulen nopeiden virtausten esiintymistodennäköisyys on tutkimuksen mukaan aurinkosyklin laskevassa vaiheessa lähes kaksinkertainen aurinkosyklin muihin vaiheisiin verrattuna.

Kun geovaikuttavan aurinkotuulen nopean virtauksen nopeus ja magneettivuon tiheys ovat riittävän suuret, geomagneettinen häiriötila on mahdollinen. Kun tämä mahdollisuus on olemassa ja aurinkotuulen magneettikenttä on suuntautuneena etelään, energiaa pääsee purkautumaan magnetosfääriin. Tämä näkyy geovaikuttavuutta mittaavien indeksien äkillisenä muutoksena ja geomagneettisen häiriötilan ilmenemisenä.

see all

Subjects:
Copyright information: © Joonas Vatjus, 2019. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.