A Forbush decrease (FD) is a depression of cosmic ray (CR) intensity observed by ground-based neutron monitors (NMs). The CR intensity is thought to be modulated by the heliospheric magnetic structures including the interplanetary coronal mass ejection (ICME) surrounding the Earth. The different magnitude of the decreasing in intensity at each NM was explained only by the geomagnetic cutoff rigidity of the NM station. However, sometimes NMs of almost the same cutoff rigidity in northern and southern hemispheres observe the asymmetric intensity depression magnitudes of FD events. Thus, in this study we intend to see the effects on CR intensity modulation of FD event recorded at different NMs due to different ICME propagation directions as an additional parameter in the model explaining the CR modulation. Fortunately, since 2006 the coronagraphs of twin spacecraft of the STEREO mission allow us to infer the propagation direction of ICME associated with the FD event in 3-dimension with respect to the Earth. We suggest the hypothesis that the asymmetric CR modulations of FD events are determined by the propagation directions of the associated ICMEs.
In this work we have examined the performance of the WSA/ENLIL cone model provided by Community Coordinated Modeling Center (CCMC). The WSA/ENLIL model simulates the propagation of coronal mass ejections (CMEs) from the Sun into the heliosphere. We estimate the shock arrival times at the Earth using 29 halo CMEs from 2001 to 2002. These halo CMEs have cone model parameters from Michalek et al. (2007) as well as their associated interplanetary (IP) shocks. We make a comparison between CME arrival times by the WSA/ENLIL cone model and IP shock observations. For the WSA/ENLIL cone model, the root mean square(RMS) error is about 13 hours and the mean absolute error(MAE) is approximately 10.4 hours. We compared these estimates with those of the empirical model by Kim et al.(2007). For the empirical model, the RMS and MAE errors are about 10.2 hours and 8.7 hours, respectively. We are investigating several possibilities on relatively large errors of the WSA/ENLIL cone model, which may be caused by cone model velocities, CME density enhancement factor, or CME-CME interaction.
Understanding three-dimensional structure and parameters (e.g., radial velocity, angular width, source location and density) of coronal mass ejections (CMEs) is essential for space weather forecast. In this study, we determine CME mean density in solar corona and near the Earth. We select 38 halo CMEs, which have the corresponding interplanetary CMEs (ICMEs), by SOHO/LASCO from 2000 to 2014. To estimate a CME volume, we assume that a CME structure is a full ice-cream cone which is a symmetrical circular cone combined with a hemisphere. We derive CME mean density as a function of radial height, which are approximately fitted to power-law functions. The average of power-law indexes is about 2.1 in the LASCO C3 field of view. We also obtain power-law functions for both CME mean density at 21 solar radii and ICME mean density at 1AU, with the average power-law index of 2.6. We estimate a ratio of CME density to background density based on the Leblanc et al.(1998) at 21 solar radii. Interestingly, the average of the ratios is 4.0, which is the same as a default value used in the WSA-ENLIL model.
In this study we apply Support Vector Machine (SVM) to the prediction of geo-effective halo coronal mass ejections (CMEs). The SVM, which is one of machine learning algorithms, is used for the purpose of classification and regression analysis. We use halo and partial halo CMEs from January 1996 to April 2010 in the SOHO/LASCO CME Catalog for training and prediction. And we also use their associated X-ray flare classes to identify front-side halo CMEs (stronger than B1 class), and the Dst index to determine geo-effective halo CMEs (stronger than -50 nT). The combinations of the speed and the angular width of CMEs, and their associated X-ray classes are used for input features of the SVM. We make an attempt to find the best model by using cross-validation which is processed by changing kernel functions of the SVM and their parameters. As a result we obtain statistical parameters for the best model by using the speed of CME and its associated X-ray flare class as input features of the SVM: Accuracy=0.66, PODy=0.76, PODn=0.49, FAR=0.72, Bias=1.06, CSI=0.59, TSS=0.25. The performance of the statistical parameters by applying the SVM is much better than those from the simple classifications based on constant classifiers.
The recent study of Chae et al. (2017) found a one-to-one correspondence between plasma blobs outflowing along a ray formed after a coronal mass ejection (CME) and small X-ray flares. In the present work, we have examined the spatial configuration and the eruption process of the flares that are associated with the blobs by analyzing EUV images and magnetograms taken by the SDO/AIA and HMI. We found that the main flare and the successive small flares took place in a quadrupolar magnetic configuration characterized by predominant magnetic fields of positive polarity, two minor magnetic fragments of negative polarity, and a curved polarity inversion line between them, which suggests that the formation process of the blobs may be similar to that of the parent CME. We also found that the successive flares resulted in a gradual change of the quadrupolar magnetic configuration, and the relevant migration of flaring kernels. The three-dimensional geometry and the property of the current sheet, that is often supposed to be embedded in an observed post-CME ray, seem to keep changing because of mutual feedback between the successive flares and the temporal change of the magnetic field configuration. Our results suggest that the observed post-CME rays may not reflect the characteristics of the current sheet responsible for the impulsive phase of the flare.
Halo coronal mass ejections (CMEs) originating from solar activities give rise to geomagnetic storms when they reach the Earth. Variations in the geomagnetic field during a geomagnetic storm can damage satellites, communication systems, electrical power grids, and power systems, and induce currents. Therefore, automated techniques for detecting and analyzing halo CMEs have been eliciting increasing attention for the monitoring and prediction of the space weather environment. In this study, we developed an algorithm to sense and detect halo CMEs using large angle and spectrometric coronagraph (LASCO) C3 coronagraph images from the solar and heliospheric observatory (SOHO) satellite. In addition, we developed an image processing technique to derive the morphological and dynamical characteristics of halo CMEs, namely, the source location, width, actual CME speed, and arrival time at a 21.5 solar radius. The proposed halo CME automatic analysis model was validated using a model of the past three halo CME events. As a result, a solar event that occurred at 03:38 UT on Mar. 23, 2014 was predicted to arrive at Earth at 23:00 UT on Mar. 25, whereas the actual arrival time was at 04:30 UT on Mar. 26, which is a difference of 5 hr and 30 min. In addition, a solar event that occurred at 12:55 UT on Apr. 18, 2014 was estimated to arrive at Earth at 16:00 UT on Apr. 20, which is 4 hr ahead of the actual arrival time of 20:00 UT on the same day. However, the estimation error was reduced significantly compared to the ENLIL model. As a further study, the model will be applied to many more events for validation and testing, and after such tests are completed, on-line service will be provided at the Korean Space Weather Center to detect halo CMEs and derive the model parameters.
This work is a part of our project to establish a Website which provides a list of magnetic clouds (MCs) identified by WIND and ACE spacecraft. MCs are characterized by their magnetic fields that are well described by magnetic flux rope structures, whereas interplanetary coronal mass ejections (ICMEs) are interplanetary manifestations of coronal mass ejections (CMEs), usually identified by differences of plasma and magnetic field characteristics from those in the background solar wind. It is widely accepted that, while MCs are generally identified within ICMEs, the number of MCs are significantly lower than the number of ICMEs. In our effort to identify MCs, however, we have found that there was a big problem in identification method of MCs in previous works. Generally speaking, most of the previous surveys failed in identifying MCs which encounter the spacecraft at large distances from the MC axis, or near the surface of MC structures. In our survey, MCs are identified as the region of which magnetic fields are well described by appropriate flux rope models. Thus, we could selected over 45 MCs, in 1999 solar wind data for instance, while 33 ICMEs are listed in the Website of the ACE Science Center reported by Richardson and Cane.
Coronal Mass Ejections (CMEs) are enormous eruptions of plasma ejected from the Sun into interplanetary space, and mainly responsible for geomagnetic storms and solar energetic particle events. It is very important to infer their direction of propagation, speed and their 3-dimensional configurations in terms of space weather forecast. Two STEREO satellites provide us with 3-dimensional stereoscopic measurements. Using the STEREO observations, we can determine the 3-dimensional structure and radial velocity of the CME. In this study, we applied three different methods to the 2008 April 26 event: (1) Ice cream Cone Model by Xue (2005) using the SOHO/LASCO data, (2) Flux rope model by Thernisien (2009) using the STEREO/SECCHI data, (3) Flux rope model with zero angle using the STEREO/SECCHI data. The last method in which separation angle of flux rope is zero, is similar to the ice cream cone model morphologically. The comparison shows that the radial speeds from three methods are estimated to be about 750km/s and are within ${\pm}120km/s$. We will extend this comparison to other CMEs observed by STEREO and SOHO/LASCO.
Kim, Hye- Rim;Moon, Y.J.;Jang, Min-Hwan;Kim, R.S.;Kim, Su-Jin;Choe, G.S.
Journal of The Korean Astronomical Society
/
v.41
no.6
/
pp.181-186
/
2008
Recently, Choe & Cheng (2002) have demonstrated that multiple magnetic flux systems with closed configurations can have more magnetic energy than the corresponding open magnetic fields. In relation to this issue, we have addressed two questions: (1) how much fraction of eruptive solar active regions shows multiple flux system features, and (2) what winding angle could be an eruption threshold. For this investigation, we have taken a sample of 105 front-side halo CMEs, which occurred from 1996 to 2001, and whose source regions were located near the disk center, for which magnetic polarities in SOHO/MDI magnetograms are clearly discernible. Examining their soft X-ray images taken by Yohkoh SXT in pre-eruption stages, we have classified these events into two groups: multiple flux system events and single flux system events. It is found that 74% (78/105) of the sample events show multiple flux system features. Comparing the field configuration of an active region with a numerical model, we have also found that the winding angle of the eruptive flux system is slightly above $1.5{\pi}$.
Bright rays are often observed after coronal mass ejections (CMEs) erupt. These rays are dynamical structures along which plasmas move outward. We investigated the outflows along the post-CME rays observed by the COR2 on board STEREO Behind on 2013 September 21 and 22. We tracked two CMEs, two ray tips, and seven blobs using the NAVE optical flow technique. As a result, we found that the departure times of blobs and ray tips from the optimally chosen starting height of 0.5 $R{\odot}$ coincided with the occurrence times of the corresponding recurrent small flares within 10 minutes. These small flares took place many hours after the major flares. This result supports a magnetic reconnection origin of the outward flows along the post-CME ray and the importance of magnetic islands for understanding the process of magnetic reconnection. The total energy of magnetic reconnection maintaining the outflows for 40 hr is estimated at 1.4' 1030 erg. Further investigations of plasma outflows along post-CME rays will shed much light on the physical properties of magnetic reconnection occurring in the solar corona.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.