Extracting Spatial–Temporal Coherent Patterns in Geomagnetic Secular Variation Using Dynamic Mode Decomposition
Extracting Spatial–Temporal Coherent Patterns in Geomagnetic Secular Variation Using Dynamic Mode Decomposition
复制标题
使用动态模式分解提取地磁长期变化中的时空相干模式
DOI：
10.1029/2022gl101288
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发表时间：
2023
影响因子：
5.2
通讯作者：
Buffett, Bruce A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chi‐Durán, Rodrigo;Buffett, Bruce A.
通过 SWARM 和其他卫星任务进行的磁场观测迅速增长，催生了新的分析方法。动态模式分解（DMD）是一种恢复具有周期性时间依赖性的空间相干运动的方法。我们利用这种方法同时分析了高纬度地区 CHAOS-7 的地磁径向场及其长期变化。观测中的噪声水平总共允许五种模式。一种模式代表缓慢演变的背景状态，而其他四种模式描述一对波；每个波均由复数 DMD 模式及其复共轭组成。这些波的周期分别为 T1= 19.1 和 T2= 58.4 年，品质因数分别为 Q1= 11.0 和 Q2= 4.6。 60 年波与之前对层状流体中纬向波的预测一致。尽管其性质尚不清楚，但 20 年一波也与之前高纬度地区的报告一致。
Rapid growth of magnetic‐field observations through SWARM and other satellite missions motivate new approaches to analyze it. Dynamic mode decomposition (DMD) is a method to recover spatially coherent motion with a periodic time dependence. We use this method to simultaneously analyze the geomagnetic radial field and its secular variation from CHAOS‐7 at high latitudes. A total of five modes are permitted by noise levels in the observations. One mode represents a slowly evolving background state, whereas the other four modes describe a pair of waves; each wave is comprised of a complex DMD mode and its complex conjugate. The waves have periods ofT1= 19.1 andT2= 58.4 years and quality factors ofQ1= 11.0 andQ2= 4.6, respectively. A 60‐year wave is consistent with previous predictions for zonal waves in a stratified fluid. The 20‐year wave is also consistent with previous reports at high latitudes, although its nature is less clear.
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Buffett, Bruce;Knezek, Nicholas
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