VALIDATION OF AURIC MODEL WITH EUV/FUV DAYGLOW OBSERVATION OF STP78-1 SATELLITE

We carried out a validation study on AURIC FUV/EUV dayglow calculation with $OII\;834{\AA},\;OI\;989{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA},\;OI\;1356{\AA}$ dayglows observed by STP78-1 satellite. Comparison between calculated and observed values indicates that they are in agreement within about 20% for dayglows of $OII\;834{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA}$. However, the calculated intensities of $OI\;989{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA}$ are only 42, 74 and 45% of the observed values, respectively, showing serious differences from the observation. It was surmised that the differences in $OI\;989{\AA}\;and\;NI\;1134{\AA}$ are due to incomplete calculation of radiative transfer and uncertain photochemical processes in AURIC model, respectively. The difference in $NII\;1085{\AA}$ is conjectured to be due to variation of the input solar EUV flux rather than due to AURIC model itself. For up-looking dayglows from the satellite, the calculated values from AURIC are all less than those of STP78-1, which may imply that AURIC model does not include dayglow contribution from regions below the satellite altitude when it computes dayglows in up-looking direction. The differences are particularly serious for $OI\;989{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA}$ dayglows. The calculated latitudinal variation of $OII\;834{\AA}$ dayglow is also significantly different from the observed one, especially at mid-latitude regions. This may be due to inability of MSISE-90 (in input of AURIC) to simulate oxygen atom densities at mid-latitudes during auroral storms at those days of STP78-1 observations. Our findings of the validation study should be resolved when AURIC model is revised in future.

STP78-1 위성의 극자외선/원자외선 낮대기광 관측자료를 이용한 AURIC 모델의 검증

STP78-1 위성이 관측한 낮대기광 중에서 $OII\;834{\AA},\;OI\;989{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA},\;OI\;1356{\AA}$ 대기광을 사용하여 AURIC 모델의 EUV/FUV 대기광 계산을 검증하였다. 관측값과 모델 계산값을 비교한 결과, $OII\;834{\AA},\;OI\;1027{\AA},\;NI\;1200{\AA},\;OI\;1304{\AA}$ 대기광은 약 20% 이내로 일치하였다. 그러나 $OI\;989{\AA},\;NII\;1085{\AA},\;NI\;1134{\AA}$ 대기광은 각각 관측치의 42%, 74%,45%에 그쳐, 심각한 차이를 보였다. 그 원인으로 AURIC 모델이 $OI\;989{\AA}$ 대기광의 경우 복사 전달 효과를 제대로 계산하지 못한 것으로, $NI\;1134{\AA}$ 대기광은 원천 과정이 실제 대기의 상태를 반영하지 못한 것으로 판단되었다. $NII\;1085{\AA}$ 대기광에 대해서는 AURIC 모델 자체의 결함보다는 입력된 태양 극자외선 플럭스의 변화에 기인하는 것으로 추정된다. 또한 STP78-1 위성의 위방향 대기광 관측값과 비교했을 때 AURIC 모델값이 전반적으로 작게 계산되는데, 이는 위성 고도 아래에서 입사하는 대기광의 기여를 .AURIC 모델이 포함시키지 않았기 때문으로 판단된다. 이런 효과는 특히 $OI\;989{\AA},\;NI\;1134{\AA},\;NI\;1200{\AA}$ 대기광에 크게 나타났다. 한편 STP78-1 위성이 관측한 위도별 $OII\;834{\AA}$ 대기광과 비교했을 때 , AURIC 모델의 계산 값은 관측된 위도별 변화와 특히 중위도 지역에서 상당한 차이를 보였다. 이는 AURIC 모델 계산 시 사용되는 중성대기 모델 MSISE-90이 관측 당시에 진행된 오로라 폭풍에 의해 변화된 산소원자 밀도를 제대로 반영하지 못한 것으로 추정된다. 이 논문에서 밝혀진 AURIC 모델의 EUV/FUV 대기광 계산의 문제점들은 향후 AURIC 모델의 개선에 반영되어야 할 것이다.