초록
ACE 위성에서 제공되는 1998년에서 2006년까지 9년간 관측된 양질의 1시간 평균 태양풍 매개변수를 이용하여 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식을 재검토했다. 이 기간 동안 60개의 단순 발달형 자기폭풍을 골랐다. Burton et al.(1975)의 Dst 예측식의 에너지 공급항(Q)과 소멸 시간 ($\tau$)을 추정하기 위해 상기 자기폭풍 기간 동안 $Dst^*$와 $VS_s$, ${\Delta}Dst^*$와 $VS_s$ 그리고 ${\Delta}Dst^*$와 $Dst^*$의 상관관계를 구했다. 이 때 ACE 위성으로부터 지구까지 전파 시간(1시간)과 태양풍과 지구 자기권 사이의 지연 시간(0.5시간) 고려했다. 그 결과 $VB_s$ > 0.5mV/m일 때 $Q(nT/h)=-3.56VB_s$이였고, $VB_s\;{\leq}\;0.5mV/m$일 때는 Q(nT/h)=0으로 두었다(Burton et al., 1975) 그리고 $Dst^*$가 -175nT보다 작은 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;0.060Dst^*\;+\;16.65$이고, $Dst^*$가 -175nT보다 큰 음의 값을 가질 때 $\tau(h)\;=\;6.15$로 추정됐다. 이 연구에서 얻은 Q와 $\tau$를 Burton et al.(1975)의 Dst 예측식에 대입하고 이를 이용하여 상기 60개 자기폭풍을 예측한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 0.88이였다. 이를 다른 연구 결과와 비교하기 위해 Burton et al.(1975)과 O'Brien & McPherron(2000a)의 $Dst^*$ 예측 방법을 같은 자기폭풍에 적용한 결과, 관측된 $Dst^*$와 예측된 $Dst^*$의 상관계수는 각각 0.85였다. 이 연구는 기존 연구보다 다소 개선된 결과를 나타냈으며, 특히 $Dst^*\;{< \atop \sim}\;-200nT$의 강한 자기폭풍의 예측에 효과적이었다.
We reevaluate the Burton equation (Burton et al. 1975) of predicting Dst index using high quality hourly solar wind data supplied by the ACE satellite for the period from 1998 to 2006. Sixty magnetic storms with monotonously decreasing main phase are selected. In order to determine the injection term (Q) and the decay time ($\tau$) of the equation, we examine the relationships between $Dst^*$ and $VS_s$, ${\Delta}Dst^*$ and $VS_s$, and ${\Delta}Dst^*$ and $Dst^*$ during the magnetic storms. For this analysis, we take into account one hour of the propagation time from the ACE satellite to the magnetopause, and a half hour of the response time of the magnetosphere/ring current to he solar wind forcing. The injection term is found to be $Q(nT/h)\;=\;-3.56VS_s$ for $VS_s$ > 0.5mV/m and Q(nT=h) = 0 for $VB_s\;{\leq}\;0.5mV/m$. The $\tau$ (hour) is estimated as $0.060Dst^*\;+\;16.65$ for $Dst^*$ > -175nT and 6.15 hours for $Dst^*\;{\leq}\;-175nT$. Based on these empirical relationships, we predict the 60 magnetic storms and find that the correlation coefficient between the observed and predicted $Dst^*$ is 0.88. To evaluate the performance of our prediction scheme, the 60 magnetic storms are predicted again using the models by Burton et al. (1975) and O'Brien & McPherron (2000a). The correlation coefficients thus obtained are 0.85, the same value for both of the two models. In this respect, our model is slightly improved over the other two models as far as the correlation coefficients is concerned. Particularly our model does a better job than the other two models in predicting intense magnetic storms ($Dst^*\;{< \atop \sim}\;-200nT$).