IONOSPHERE-THERMOSPHERE INTERACTIONS BASED ON NCAR-TIEGCM: THE INFLUENCE OF THE INTERPLANETARY MAGNETIC FIELD (IMF)-DEPENDENT IONOSPHERIC CONVECTION ON THE HIGH-LATITUDE LOWER THERMOSPHERIC WIND

To better understand how high-latitude electric fields influence thermospheric dynamics, winds in the high-latitude lower thermosphere are studied by using the Thermosphere-ionosphere Electrodynamics General Circulation Model developed by the National Conte. for Atmospheric Research (NCAR-TIEGCM). The model is run for the conditions of 1992-1993 southern summer. The association of the model results with the interplanetary magnetic field(IMF) is also examined to determine the influences of the IMF-dependent ionospheric convection on the winds. The wind patterns show good agreement with the WINDII observations, although the model wind speeds are generally weaker than the observations. It is confirmed that the influences of high-latitude ionospheric convection on summertime thermospheric winds are seen down to 105 km. The difference wind, the difference between the winds for IMF$\neq$O and IMF=0, during negative IMF $B_y$ shows a strong anticyclonic vortex while during positive IMF $B_y$ a strong cyclonic vortex down to 105 km. For positive IMF $B_z$ the difference winds are largely confined to the polar cap, while for negative IMF B, they extend down to subauroral latitudes. The IMF $B_z$ -dependent diurnal wind component is strongly correlated with the corresponding component of ionospheric convection velocity down to 108 km and is largely rotational. The influence of IMF by on the lower thermospheric summertime zonal-mean zonal wind is substantial at high latitudes, with maximum wind speeds being $60\;ms^-1$ at 130 km around $77^{\circ}$ magnetic latitude.

NCAR-TIEGCM을 이용한 이온권-열권의 상호작용 연구: 행성간 자기장(IMF)에 의존적인 이온권 플라즈마대류의 고위도 하부 열권 바람에 대한 영향

고위도의 이온권 전기장이 열권 역학에 어떻게 영향을 주는지를 이해하기 위하여, 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 고위도 하부 열권의 바람을 연구하였다. 1992-1993년 기간의 남반구 여름철 조건에 대해 모델을 가동하였으며, 행성간 자기장(IMF)에 좌우되는 이온권 대류가 바람에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 IMF와 열권 바람과의 관련성을 또한 조사하였다. 비록 모델로부터 추정된 바람의 세기가 WINDII관측치에 비해 대체적으로 약하긴 하지만, 바람의 형태는 잘 일치하였다. 고위도 여름철 열권 바람에 대한 이온권 대류의 영향이 105km까지 나타나는 것으로 확인되었다. IMF$\neq$O와 IMF=0인 경우의 바람차이(difference wind)는 IMF$B_y$성분이 양과 음일 때 각각 시계방향과 반시계방향의 강한 소용돌이 형태를 보이며, 이 소용돌이 양상은 고도 105km까지 나타났다. IMF $B_z$가 양인 경우의 바람차이는 극관에 아주 국한되는 반면, IMF $B_z$가 음일 경우에는 아오로라(subauroral) 위도까지 확장되었다. IMF $B_z$에 좌우되는 일주풍(diurnal wind) 성분과 이온권 대류 성분 사이에는 뚜렷한 상관관개를 보이며, 그 관련성은 고도 108km까지 나타나고, 그때 일주풍은 강한 회 전성을 나타냈다 하부 열권의 여름철 동서성분바람의 자기지방시(MLT) 평균에 대한 IMF $B_y$ 영향은 고위도에서 상당히 크며, 최대 풍속은 지자기 위도 $77^{\circ}$부근의 고도 130km에서 약$60ms^-1$로 나타났다.