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자기권 꼬리 플라즈마 흐름과 ULF 파동의 상관관계 연구

보고서 개요
기관명 NDSL
공개여부
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과제명(한글)
과제명(영어)
과제고유번호
보고서유형 report
발행국가
언어
발행년월 2016-06-01
과제시작년도

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주관연구기관 경희대학교
연구책임자
주관부처
사업관리기관
내용
목차
초록 1차년도 (2013-2014): 연구결과: 2008년 극고요 우주환경(Kp≤1)에서 보현산 우주환경 자기장 관측소가 밤 지역(LT=1800-0600)에 있을 때 982개의 Pi2 파동을 관측하여 통계연구를 수행하였다. 일반적으로 Pi2 파동은 40-150초의 주기로 진동하는 것으로 보고되어지고 있으나 본 연구에서 관측된 Pi2 파동은 80%가 이전 파동주기보다 긴 100-300초의 주기로 진동하고 있었다. Pi2 파동의 발생 기작은 플라즈마권의 공명에 의해 발생함으로 극고요 우주환경에서 플라즈마권의 경계가 일반적인 위치인 지구반경의 4-5배 보다 더 멀리 위치하고 있음을 추론할 수 있다. 또한 극고요 우주환경의 Pi2 주기는 태양풍 속도와 반비례함을 발견하여 플라즈마권의 경계가 극고요 우주환경에서는 행성간 자기장의 남북성분보다 태양풍 속도에 더 의존함을 제시하였다. 2차년도 (2014-2015): 파동-입자 상호작용 연구는 지금까지 주로 자기권이 태양풍에 의해 크게 섭동되어지는 환경 즉 자기폭풍 또는 서브스톰 기간에서 주로 수행되어져왔다. 본 과제에서는 파동-입자 상호작용이 자기권의 기저 상태 즉 극고요 우주환경에서도 발생할 수 있는지를 조사하였다. 본 연구를 위해 정지궤도에서 관측된 EMIC 플라즈마 파동과 상대론적 전자플럭스 자료를 이용하였다. 연구 결과 극고요 우주환경에서 EMIC 파동은 작은 태양풍 동압력 변화에 의해서도 발생할 수 있음을 확인하였고 EMIC 파동 관측기간 동안 급격한 상대론적 전자 플럭스 감소가 관측되었다. 또한 저궤도 위성 관측을 이용하여 자기권에서 관측된 상대론적 전자 플럭스 감소가 지구대기권으로 유실되는 현상을 관측하였다. 이러한 관측 결과를 근거로 EMIC 파동이 자기권 기저 상태에서 고에너지 입자 감소의주 원인임을 제안하였다. 3차년도 (2015-2016): 이전에 보고된 플라즈마권계면 모델에서는 위성 원지점이 ~6Re (지구반경) 위치하는 자료를 이용하여 Kp 지수가 0-1인 극고요 우주환경에서 5.5Re 정도에 위치한다고 제안하고 있다. 이전 모델은 플라즈마권계면이 6Re 이상인 곳에 위치하면 확인할 수 없어 극고요 우주환경에서 적절한 모델로 사용할 수 없다. 본 연구에서는 이전 연구와 달리 위성 원지점이 ~10Re인 THEMIS 위성 자료를 이용하여 태양활동 극소기인 2008-2009년 동안 플라즈마권계면의 공간적 분포를 조사하였다. 연구결과 극고요 우주환경 기간 동안 플라즈마권계면의 평균 위치가 정지궤도 (~6.7Re) 지역까지 확장되는 되며 지방시에 따라 플라즈마권계면이 균일하게 분포하고 있음을 처음으로 확인하였다. 따라서 1차년도에서 관측된 극고요 장주기 Pi2 파동 원인이 플라즈마권 확장으로 설명될 수 있다. 2차년도 연구에서 정지궤도 EMIC 파동이 극고요 우주환경에서 관측됨을 확인하여 정지궤도에서 EMIC 파동의 지방시 분포를 통계적으로 조사하였다. 적당한 자기섭동 우주환경에서는 EMIC 파동의 가장 높은 발생빈도 위치가 지방시 15-18시 지역으로 보고되어지고 있으나 극고요 우주환경에서는 높은 발생빈도 위치가 오전-이른 오후지역으로 이동함을 관측하였다. 또한 태양풍자료와 오로라지수 등을 이용하여 EMIC 파동 발생원인을 조사하였고 그 결과 극고요 우주환경에서 태양풍 동압력변화가 EMIC 파동의 주 원인임을 발견하였다. (출처:요약문 4p)
원문URL http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=REPORT&cn=TRKO201700014840
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