Determination of vortex current structure in the high-latitude ionosphere with associated GIC bursts from ground magnetic data
Determination of vortex current structure in the high-latitude ionosphere with associated GIC bursts from ground magnetic data
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根据地面磁数据确定高纬度电离层中涡流结构以及相关 GIC 爆发
DOI：
10.1016/j.jastp.2020.105514
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发表时间：
2021
影响因子：
1.9
通讯作者：
Sakharov, YaA.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chinkin, V.E.;Soloviev, A.A.;Pilipenko, V.A.;Engebretson, M.J.;Sakharov, YaA.
激发大的地磁感应电流(GICs)的磁场Db/dt的快速变化可能与持续时间约10-15min的地磁场的准周期脉冲扰动(Ps6脉动)有关。本文提出了一种用于二维磁站阵列的数据处理技术，该技术可以自动识别极地电离层中的涡流结构，并估计其动态参数，如场向电流的密度和规模，以及水平传播速度。该技术已被应用于图像磁强计阵列记录的2013年6月29日夜间Ps6脉动的精细时空结构分析。这一事件在俄罗斯西北部的电力线路上产生了非常强烈的GIC。新的数据分析技术已经证实，Ps6脉动是由局域(半径~200-250公里)场向电流驱动的向东漂移的涡旋的准周期序列产生的，而每个涡旋的密度高达~5μA/m2，而每个涡旋诱导一个高达~100A的GIC爆发。
The rapid changes of magnetic fields dB/dt that excite large geomagnetically induced currents (GICs) may be associated with quasi-periodic impulsive disturbances of the geomagnetic field with ~10–15 min duration (Ps6 pulsations). The paper proposes a data processing technique for a 2D array of magnetic stations that automatically recognizes eddy current structures in the polar ionosphere and evaluates their dynamic parameters, such as the density and scale of field-aligned currents, and velocity of horizontal propagation. This technique has been applied to analysis of the fine spatial-temporal structure of the nighttime Ps6 pulsations on June 29, 2013 recorded by IMAGE magnetometer array. This event produced very intense GICs in electric power lines in northwestern Russia. The new technique of data analysis has confirmed that Ps6 pulsations are produced by a quasi-periodic sequence of eastward drifting vortices driven by localized (radius ~200–250 km) field-aligned currents with densities up to ~5 μA/m2, whereas each vortex induces a GIC burst up to ~100 A.
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