Snowy Owl
Retired in 2010, In Memoriam
Seasonal and diurnal variations of geomagnetic activity and their role in Space Weather forecast
Authors: Lyatsky W.; Hamza A.M.
Source: Canadian Journal of Physics, Volume 79, Number 6, June 2001 , pp. 907-920(14)
Publisher: NRC Research Press
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Abstract:
A possible test for different models explaining the seasonal variation in geomagnetic activity is the diurnal variation. We computed diurnal variations both in the occurrence of large AE (auroral electrojet) indices and in the AO index. (AO is the auroral electrojet index that provides a measure of the equivalent zonal current.) Both methods show a similar diurnal variation in geomagnetic activity with a deep minimum around (3–7) UT (universal time) in winter and a shallower minimum near 5–9 UT in equinoctial months. The observed UT variation is consistent with the results of other scientists, but it is different from that expected from the Russell–McPherron mechanism proposed to explain the seasonal variation. It is suggested that the possible cause for the diurnal and seasonal variations may be variations in nightside ionospheric conductivity. Recent experimental results show an important role for ionospheric conductivity in particle acceleration and geomagnetic disturbance generation. They also show that low ionospheric conductivity is favorable to the generation of auroral and geomagnetic activity. The conductivity in conjugate nightside auroral zones (where substorm generation takes place) is minimum at equinoxes, when both auroral zones are in darkness. The low ionospheric conductivity at equinoxes may be a possible cause for the seasonal variation in the geomagnetic activity with maxima in equinoctial months. The diurnal variation in geomagnetic activity can be produced by the UT variation in the nightside ionospheric conductivity, which in winter and at equinoxes has a maximum around 4–5 UT that may lead to a minimum in geomagnetic activity at this time. We calculated the correlation patterns for the AE index versus solar-wind parameters inside and outside the (2–7) UT sector related to the minimum in geomagnetic activity. The correlation patterns appear different in these two sectors indeed, which is well consistent with the UT variation in geomagnetic activity. It also shows that it is possible to improve significantly the reliability of the Space Weather forecast by taking into account the dependence of geomagnetic activity not only on solar-wind parameters but also on UT and season. Our test shows that a simple account for the dependence of geomagnetic activity on UT can improve the reliability of the Space Weather forecast by at least 50% in the 2–7 UT sector in winter and equinoctial months.
PACS No.: 91.25Le
La variation diurne constitue un test possible entre les différents modèles existant pour décrire la variation saisonnière de l'activité géomagnétique. Nous avons calculé les variations diurnes suivant un indice AE grand et un indice AO grand. Les deux méthodes donnent sensiblement la même variation diurne de l'activité géomagnétique, avec un minimum prononcé autour de (3–7) UT (temps universel) en hiver et un minimum moins prononcé près de (5–9) UT dans les mois d'équinoxe. Cette variation en UT est en accord avec d'autres prédictions, mais diffère de celles que donne le modèle de Russell–McPherron. Il est suggéré qu'une cause possible des variations diurne et saisonnière est la variation de la conductivité ionosphérique pendant la nuit. De récents résultats expérimentaux indiquent que la conductivité ionosphérique joue un rôle important dans l'accélération des particules et dans la génération des fluctuations géomagnétiques. Ils montrent également qu'une basse conductivité ionosphérique favorise l'activité aurorale et géomagnétique. La conductivité dans les zones aurorales conjuguées la nuit (où les sous-tempêtes généralement se produisent) est minimale aux équinoxes, lorsque les deux zones aurorales sont dans l'obscurité. La basse conductivité ionosphérique aux équinoxes peut être une cause possible des variations saisonnières de l'activité géomagnétique, avec un maximum pendant les mois d'équinoxe. La variation diurne de l'activité géomagnétique peut être le résultat d'une variation en UT de la conductivité ionosphérique pendant la nuit, laquelle en hiver et aux équinoxes a un maximum autour de (4–7) UT, ce qui peut résulter en un minimum d'activité géomagnétique pendant cette période. Nous calculons les patrons de corrélation entre l'indice AE et les paramètres du vent solaire, à l'intérieur et à l'extérieur de la période (2–7) UT qui correspond au minimum d'activité g
Language: English
Document Type: Research article
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http://www.ingentaconnect.com/content/nrc/cjp/2001/00000079/00000006/art00003
Authors: Lyatsky W.; Hamza A.M.
Source: Canadian Journal of Physics, Volume 79, Number 6, June 2001 , pp. 907-920(14)
Publisher: NRC Research Press
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Abstract:
A possible test for different models explaining the seasonal variation in geomagnetic activity is the diurnal variation. We computed diurnal variations both in the occurrence of large AE (auroral electrojet) indices and in the AO index. (AO is the auroral electrojet index that provides a measure of the equivalent zonal current.) Both methods show a similar diurnal variation in geomagnetic activity with a deep minimum around (3–7) UT (universal time) in winter and a shallower minimum near 5–9 UT in equinoctial months. The observed UT variation is consistent with the results of other scientists, but it is different from that expected from the Russell–McPherron mechanism proposed to explain the seasonal variation. It is suggested that the possible cause for the diurnal and seasonal variations may be variations in nightside ionospheric conductivity. Recent experimental results show an important role for ionospheric conductivity in particle acceleration and geomagnetic disturbance generation. They also show that low ionospheric conductivity is favorable to the generation of auroral and geomagnetic activity. The conductivity in conjugate nightside auroral zones (where substorm generation takes place) is minimum at equinoxes, when both auroral zones are in darkness. The low ionospheric conductivity at equinoxes may be a possible cause for the seasonal variation in the geomagnetic activity with maxima in equinoctial months. The diurnal variation in geomagnetic activity can be produced by the UT variation in the nightside ionospheric conductivity, which in winter and at equinoxes has a maximum around 4–5 UT that may lead to a minimum in geomagnetic activity at this time. We calculated the correlation patterns for the AE index versus solar-wind parameters inside and outside the (2–7) UT sector related to the minimum in geomagnetic activity. The correlation patterns appear different in these two sectors indeed, which is well consistent with the UT variation in geomagnetic activity. It also shows that it is possible to improve significantly the reliability of the Space Weather forecast by taking into account the dependence of geomagnetic activity not only on solar-wind parameters but also on UT and season. Our test shows that a simple account for the dependence of geomagnetic activity on UT can improve the reliability of the Space Weather forecast by at least 50% in the 2–7 UT sector in winter and equinoctial months.
PACS No.: 91.25Le
La variation diurne constitue un test possible entre les différents modèles existant pour décrire la variation saisonnière de l'activité géomagnétique. Nous avons calculé les variations diurnes suivant un indice AE grand et un indice AO grand. Les deux méthodes donnent sensiblement la même variation diurne de l'activité géomagnétique, avec un minimum prononcé autour de (3–7) UT (temps universel) en hiver et un minimum moins prononcé près de (5–9) UT dans les mois d'équinoxe. Cette variation en UT est en accord avec d'autres prédictions, mais diffère de celles que donne le modèle de Russell–McPherron. Il est suggéré qu'une cause possible des variations diurne et saisonnière est la variation de la conductivité ionosphérique pendant la nuit. De récents résultats expérimentaux indiquent que la conductivité ionosphérique joue un rôle important dans l'accélération des particules et dans la génération des fluctuations géomagnétiques. Ils montrent également qu'une basse conductivité ionosphérique favorise l'activité aurorale et géomagnétique. La conductivité dans les zones aurorales conjuguées la nuit (où les sous-tempêtes généralement se produisent) est minimale aux équinoxes, lorsque les deux zones aurorales sont dans l'obscurité. La basse conductivité ionosphérique aux équinoxes peut être une cause possible des variations saisonnières de l'activité géomagnétique, avec un maximum pendant les mois d'équinoxe. La variation diurne de l'activité géomagnétique peut être le résultat d'une variation en UT de la conductivité ionosphérique pendant la nuit, laquelle en hiver et aux équinoxes a un maximum autour de (4–7) UT, ce qui peut résulter en un minimum d'activité géomagnétique pendant cette période. Nous calculons les patrons de corrélation entre l'indice AE et les paramètres du vent solaire, à l'intérieur et à l'extérieur de la période (2–7) UT qui correspond au minimum d'activité g
Language: English
Document Type: Research article
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