Fulltext

Day to Day variation of Ionosphere Electron and Ion Temperature during Great and Severe Geomagnetic Storms

التغيرات من يوم لاخر في درجات حرارة الالكترونات والايونات للايونوسفير أثناء العواصف الجيومغناطيسية الشديدة والقوية

Najat M. R. Al-Ubaidi نجاة محمد رشيد رؤوف العبيدي --- Karam H. Gmayhs كرم حنون غميس

Iraqi Journal of Science المجلة العراقية للعلوم
ISSN: 00672904/23121637 Year: 2015 Volume: 56 Issue: 4A Pages: 2996-3014
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

The ionospheric characteristics exhibit significant variations with the solar cycle, geomagnetic conditions, seasons, latitudes and even local time. Representation of this research focused on global distribution of electron (Te) and ion temperatures (Ti) during great and severe geomagnetic storms (GMS), their daily and seasonally variation for years (2001-2013), variations of electron and ion temperature during GMS with plasma velocity and geographic latitudes. Finally comparison between observed and predicted Te and Ti get from IRI model during the two kinds of storm selected. Data from satellite Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) 850 km altitude are taken for Te, Ti and plasma velocity for different latitudes during great and severe geomagnetic storms from years 2001 to 2013 according to what is available appeared that there is 22 events for severe and great geomagnetic storms happened during years 2001-2005 only from years selected, from maximum solar cycle 23. From data analysis, in general the temperature of the electron is greater than the temperature of the ion, but there are some disturbances happened during the storm time, in the day there is fluctuation in values of Te and Ti with the value of Ti greater than Te. Through the Dst index, Te and Ti do not depend on the strength of the geomagnetic storm. Plasma velocity variation shows the same profile of Te and Ti variation during the storm time and there is a linear relation between (Te) & (Ti) and plasma velocity. The variation of electron and ion temperature with geographic latitude during severe and great storms appears that as the latitude increases the temperature of ions increases reaches its maximum value approximately 80000K at poles.From comparing the predicted Te and Ti values calculating from IRI model during the great and severe storms with observed values, it’s found that the predicted values from IRI model much less than the observed values and the variation was nonlinear along 24 hours, from this we can conclude that the model must be corrected for Te and Ti for these two kinds of storms

خصائص الغلاف الأيوني يبدي اختلافات كبيرة مع الدورة الشمسية، وطبيعة المجال المغناطيسي للارض والمواسم وخطوط العرض وكذلك التوقيت المحلي. يهدف البحث الى دراسة توزيع درجات حرارة الالكترونات والايونات وتغيراتها اليومية والفصلية خلال العواصف الجيومغناطيسية الشديدة والكبيرة وللاعوام 2001-2013 وكذلك دراسة درجات حرارة الالكترونات والايونات مع سرعة البلازما وخطوط العرض الجغرافية اثناء نوعي العواصف المختارة في هذه الدراسة. واخيرا جرت مقارنة بين قيم درجات حرارة الالكترونات والايونات المرصودة مع القيم المتنبأ بها والمحسوبة من الموديل العالمي IRI أثناء العاصفتين المختارة. البيانات أخذت من القمر الصناعي DMSP وعلى ارتفاع 850 كم لدرجات حرارة الالكترونات والايونات وكذلك سرعة البلازمة ولخطوط عرض مختلفة ولنوعي العواصف الجيومغناطيسية التي تم اختيارها لهذه الدراسة من الاعوام 2001 ولغاية 2013 ولما هو متوفر ، تبين ان هنالك 22 عاصفة جيومغناطيسية شديدة وقوية حدثت خلال الاعوام 2001-2005 فقط من السنوات التي اختيرت للدراسة وهي من ضمن الدورة الشمسية العالية. من خلال تحليل البيانات وجد وبصورة عامة أن درجات حرارة الالكترونات أعلى من درجات حرارة الايونات ولكن اثناء فترة العواصفحدثت اضطرابات وتذبذبات في قيم درجات الحرارة بحيث اصبحت خلال النهار درجات حرارة الايونات اعلى من درجات حرارة الالكترونات. من خلال عامل الاضطراب المغناطيسي Dst تبين ان قيم درجات حرارة الالكترونات والايونات لاتعتمد على شدة او نوع العاصفة الجيومغناطيسية. سرعة البلازما تظهر تغيرات تكاد تكون مشابهة لتغيرات درجات حرارة الالكترونات والايونات اثناء نوعي العاصفتين المختارة وان هنالك تقريبا علاقة خطية بينهم. التغيرات في درجات الحرارة مع خطوط العرض أثناء العواصف بينت بأن قيم درجات الحرارة تزداد مع زيادة خطوط العرض وصولا لمنطقة الاقطاب بحيث تصل في بعض الاحيان اعلى قيم لها 80000 كلفن. أجريت مقارنة بين قيم درجات الحرارة المرصودة للالكترونات والايونات مع القيم المتنبأ بها والمحسوبة من الموديل النظري IRI وجد بأن القيم المحسوبة اقل من المرصودة وهنالك تغيرات بين القيمتين للاربع وعشرين ساعة من يوم العاصفة المختارة ان هذه التغيرات غير خطية وعليه يجب اجراء تصحيح للموديل النظري لنوعي العواصف الشديدة والقوية.

Keywords

Electron and Ion Temperature --- Geomagnetic Storm --- IRI model