Ionospheric_storm
電離層嵐は、太陽から生成されたさまざまな密度のエネルギーを与えられた電子を含む嵐です。それらは正と負の嵐に分類され、正の嵐は電子の密度が高く、負の嵐は密度が低くなります。これは、全電子数（TEC）で測定され、電離層嵐の強度を記録および比較するためのデータで使用される重要な変数です。電離層嵐は地磁気嵐によって引き起こされます。
その発生は、太陽風が地球の上層大気にエネルギーを与えられた電子をもたらし、 TECの増加に寄与する太陽風速度の突然の増加と強く関連しています。より大きな嵐は、オーロラの世界的な視程を形成します。オーロラは北極圏で最も一般的に見られますが、大きな電離層の嵐により、米国、英国、ヨーロッパなどの場所でオーロラが見えるようになります。最も激しい電離層嵐は1859年に発生し、一般に「1859年の太陽嵐」または「キャリントンイベント」と呼ばれていました。。」キャリントンイベントは、キャリントンイベント中に発生した不規則な太陽活動を観察した英国の天文学者、リチャードキャリントンにちなんで名付けられました。嵐の激しさにより、オーロラの視程は赤道にさらに近づき、フロリダやカリブ海などの近くの場所で見られると報告されています。電離層嵐はいつでもどこでも発生する可能性が
NASAによる電離層嵐の間に撮影されたオーロラのX線画像。
F領域とD領域の電離層嵐も、電離層嵐の主なカテゴリと見なされます。F領域の嵐は、地球の電離層に注入されたエネルギーを与えられた電子の突然の増加によって発生します。これは、F1層とF2層とともに電離層の最も高い領域であり、地球の表面からの距離は、地球の表面から約200〜500km上にこれらの嵐の期間は約1日であり、約27。3日ごとに再発します。ほとんどの電離層異常は、電離層のF2層とE層で発生します。D領域の嵐は、F領域の嵐の直後に発生し、「嵐後の影響」と呼ばれ、F領域の嵐が発生してから1週間続く 。
コンテンツ
1 歴史的出来事
2 電離層嵐のフェーズ
2.1 ポジティブフェーズ 2.2 ネガティブフェーズ 2.3 回復フェーズ
3 電離層への影響
3.1 F領域 3.2 E-Region 3.3 D-地域
4 影響
4.1 無線通信 4.2 航空機および電気システム 4.3 衛星 4.4 気候 4.5 GPSおよびGNSSシステム
5 ストーム検出テクノロジー
6 も参照してください
7 参考文献
歴史的出来事
最大の電離圏嵐は1859年8月28日のキャリントンイベント中に発生し、鉄道信号や電信線の火花を含むさまざまな部分に甚大な被害をもたらしました。嵐によって生成されたエネルギーを与えられた電子のかなりの密度は、これらの電気的過負荷と不足を引き起こしました。
過去35年間の暴風雨の発生は統合され、最大Ap で測定されました。これは、電離層暴風雨の間の1日の平均地磁気活動を記録します。最大Apカウントが高く、地磁気活動のレベルが高くなっています。0〜7の地磁気活動に関するApカウントは、「静か」、8〜15「不安定」、16〜29「活動的」、30〜49「小嵐」、50〜99「大嵐」、および100を超えると見なされます。 「激しい嵐」に分類されます。過去35年間の30-49Apの範囲のマイナーストームは、1999年9月13日（46）、2008年10月11日（34）、2011年3月11日（37）、2012年10月9日（46）、および2014年2月19日に発生しました。 （43）。2000年4月6日（82）、2000年4月7日（74）、2001年4月11日（85）、2002年4月18日（63）、2002年4月20日（70）、2004年1月22日（64）に50-99Apの範囲の大嵐が発生した。 ）、2005年1月18日（84）、2010年4月5日（55）、2012年3月9日（87）、2012年7月15日（78）、2013年6月1日（58）。1986年2月8日（202）、1986年2月9日（100）、1989年3月13日（246）、1989年3月14日（158）、1989年11月17日（109）、1990年4月10日（124）に100Ap以上の激しい嵐が発生した。 、1995年4月7日（100）、2001年3月31日（192）、2001年11月6日（142）、2003年8月18日（108）、2003年10月29日（204）、2003年10月30日（191）、2003年11月20日（150）、 2004年7月27日（186）、2004年11月8日（140）、および2004年11月10日（161）。
最近の報告では、2013年と2015年3月の聖パトリックの日の嵐がF2電離層領域に強い負の位相を引き起こしました。2013年3月と2015年の嵐も長続きし、6時間以上続いた。 2015年6月の南半球の冬の嵐は、より短い期間で、4時間から6時間続き、電離層にプラスの効果をもたらしました。電離層嵐の発生の正確な場所と時間を決定することは困難であり、その影響は季節、それらの変化する開始点、電離層の組成変化、およびさまざまな影響を与える重力波に関連する進行する電離層擾乱（TID）に依存します。さまざまな場所で。
電離層嵐のフェーズ
電離層嵐の開始時には、電離層の地磁気擾乱により、嵐は短時間正になります。その後、それは逆相ストームになり、電子密度が中和する回復相に戻ります。
ポジティブフェーズ
電離層嵐の正相は最初の約24時間続きます。この段階では、電離層、特にF1やF2などの高高度層の電子密度が増加します。電子密度の増加により、正相でのイオン化はあまり目立たなくなります。正相電離層嵐はより長い期間を持ち、冬にもっと蔓延します。
ネガティブフェーズ
電離層ストームの負のフェーズは、ストームの正のフェーズの直後に発生し、正のフェーズの電子密度が「その静かな時間基準レベルを下回る」まで減少した後、1〜2日続きます。負の位相は、嵐の電子密度を減少させます。それらはまた、より長い期間にわたって広がり、夏の間により頻繁に現れる。
回復フェーズ
電離層嵐の回復期は、負の相が終わった後に起こり、電子密度を中和します。嵐後の電子密度の再安定化の正確な時間を計算する手段として、熱圏電離層大循環モデル（TIGCM）に従って、12時間から1日の時間スケールを使用できます。
電離層への影響
F領域、E領域、D領域を含む電離層のさまざまな層に対する電離層嵐の影響は、嵐の大きさによって異なります。F領域は、E領域およびD領域と比較して最も高い高度に及ぶため、最も影響を受ける層です。D領域は、高度が最も低く、地磁気擾乱が最も少ない領域です。
F領域
F領域は電離層と内層大気の最上層であり、地表から約200 km、全層高度で約300 kmにまたがっています。F領域のF2領域（最高高度の内層大気層）が影響を受けます。高周波無線通信に必要な臨界周波数と最大使用可能周波数の減少を介して。 F領域は、電離層境界での太陽風の摩擦の影響を受け、電離層に浸透または電離層から出る磁気圏運動を引き起こし、TECと電子密度を増減させる外乱を生み出します。電離層嵐の間、TECと電子密度の「異常な」増加と減少がF2層で発生することがより一般的です。 イオン化密度は、F領域でも影響を受け、高さが増加すると減少し、イオン化密度が増加すると、原子は電子を失い、したがって、より低い高度は電子密度を失います。 F1層などのF領域の下層は、イオン化量が多く、電子密度が低くなっています。
E-Region
E領域は電離層の中間層であり、地球の表面から約100 km上にあり、約100km上に広がっています。E領域への影響は、主に層の高緯度に関連しており、そこではより深刻な地磁気擾乱が発生します。この層のイオン化は、主にオーロラの粒子沈殿に由来します。緯度が低いため、F領域に比べてイオン化密度が高く、電子密度が低くなります。電流の伝導率の増加は、E領域の磁場の線を流れる磁気圏の対流電場によって引き起こされます。導電率の増加は、電離層嵐の影響によるものでもプラズマから中性粒子へのエネルギー移動のE領域にも最大化があり、これは「摩擦加熱」を促進し、熱圏の熱源として使用されます。
D-地域
D領域は電離層の最下層であり、地球の表面から約60 km上にあり、その層の高度は約30〜40kmに及びます。D領域の上部は、地表から約90〜100km上に電離層嵐が発生すると、D領域で発生する電子のイオン化が促進され、昼夜の非対称性（DLPT深度）が低下します。 DLPT深度は、平均日率を平均夜率で差し引き、除算することによって計算されます。率の平均によってそれ。 D層でApが増加すると、DLPTの深さは減少します。
影響
無線通信
電離層嵐の場合、無線通信に強い妨害があり、中高度および高高度では無線通信は「効果がない」と見なされます。これは、太陽風とエネルギーを与えられた電子の突然の増加が干渉する電離層で電波が見つかったためです。無線通信に関連する障害の影響には、テレビ、ラジオ、コードレス電話などの電波ベースのテクノロジーへの信号の一時的な停電が含まれる場合がデジタル放送の不利益や、特定の技術の使用を一時的に排除する可能性のある無線通信技術による情報の表示など、世界的な影響はさまざまです。
航空機および電気システム
航空機の乗客と乗務員は、電離層嵐の際に放射線による危険な被曝を起こしやすい傾向が飛行高度は通常10km以上であるため、飛行中に電離層嵐が発生すると、飛行機に乗っている人は生涯で致命的な癌を発症する可能性が約0.1％になる可能性が高度10km以上で飛行する飛行機は、海面よりも約300倍多くの電離放射線にさらされます。電離層ストームによって生成されたエネルギー粒子は、エネルギー粒子が半導体デバイスと相互接続してシステム障害を引き起こす場合、シングルイベント効果（SEE）により、損傷を引き起こし、「マイクロエレクトロニクス回路」を破壊する可能性も航空機の電気機器の短絡中にこの状況にある航空機乗務員とパイロットは、彼らの仕事の優先順位を付け直され、乗客の全体的な安全と幸福に悪影響を及ぼします。
衛星
電離層嵐は、衛星と衛星通信に目に見える影響を及ぼします。衛星の太陽電池は、影響を受けたり破壊されたりする可能性があり、これにより、さまざまな技術で一般的に使用される衛星通信や信号に障害が発生します。この妨害は、放送やデータ通信などの形式での信号の送信を妨げる可能性が
気候
地球に向かう太陽風とそれから生成される過剰な放射は、気候への影響を制限します。太陽風によって放出された放射は、電離層を含む地球の大気の最上層にのみ到達します。気候変動を記録および監視できる低層大気では、電離層嵐の影響を裏付ける傾向はほとんどありません。米国での2012年3月の太陽風の増加は、当時発生した熱波と「一致」したと記録されています 。現代の技術に基づく電離層嵐による気候への影響は、ほとんどまたはまったく影響がないことが示されています。
GPSおよびGNSSシステム
電離層嵐による電離層の信号の乱れにより、GPSシステムは大きな影響を受けます。20世紀後半から21世紀にかけて、GPS信号はさまざまな電話に組み込まれているため、その使用の一般性は、リリース以来大幅に増加しています。これは、方向を表示する目的を果たし、人々が方向を伝えることができなくなる可能性があるため、ほぼ完全に影響を受ける重要なテクノロジーです。グローバルナビゲーション衛星サービス（GNSS）のような航空機の指向性機器も使用されますが、このナビゲーションシステムが機能するための衛星や太陽電池の放射線による損傷によって危険にさらされます。電離層嵐の際に航空機がGNSSにアクセスできなくなった場合、航空機のバックアップ手順を利用できます。
ストーム検出テクノロジー
利用可能な測定技術の数が限られていた1859年のキャリントンイベントでは、1859年に書かれた新聞記事の再集計を除いて、影響の全範囲を正確に記録することはできませんでした。20世紀後半から21世紀初頭にかけて、予測技術改善されました。この技術により、気象学者は、24時間前に垂直方向に戻ることができる最高周波数を検出し、妨害を制限して8〜13％の周期の精度で検出することができます。1970年代初頭にK.Daviesによって作成されたPropManは、F領域の通信周波数が打ち消されたときの電離層嵐の間の最大使用可能周波数（MUF）を予測する目的で、電離層予測コード（IONSTORM）を含むプログラムです。
も参照してください
突然の電離層擾乱（SID）
太陽フレア
太陽粒子現象（SPE）
地磁気嵐
宇宙天気と太陽物理学
太陽嵐のリスト
参考文献
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