• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.467-478
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• 2009

2003년 10월 28일에 X18 급의 태양 플레어가 발생한 다음날인 10월 29일부터 10월 31일까지 할로윈 이벤트로 불리는 초대형 지자기 폭풍이 전 지구적으로 발생하였다. 할로윈 이벤트 기간 동안 한반도 상공 전리권 양상을 살펴보기 위해서 GPS 신틸레이션 S4 지수와 GPS 토모그래피 기법을 사용한 최대 전자밀도($NmF_2$)의 변화를 날짜별로 분석하였다. GPS 신호손실과 신틸레이션의 총 발생 횟수는 10월 28일과 29일이 각각 1,094회와 1,387회로 30일과 31일의 604회와 897회에 비해 높게 나타났다. 이는 지자기 폭풍이 반드시 전리권 교란을 발생하지 않음을 의미 한다. 그러므로 지자기 폭풍이 아닌 전리권 교란을 감시하기 위해서는 지자기 교란 지수보다 S4 지수가 유용할 것이다. 전리권 전자밀도 변화 양상은 GPS 토모그래피 기법으로 산출된 전리권 최대전자밀도($NmF_2$) 값을 날짜별로 분석하였다. 10월 28일에 가장 높은 $NmF_2$ 값을 보이고 있다. 이는 안양 이온존데에서 관측된 $NmF_2$ 값의 변화와 일치되는 경향을 보이며, 전자밀도가 낮은 30일과 31일에 GPS 신틸레이션과 신호손실 총 발생회수가 낮게 나타나는 양상을 보이고 있다. 결론적으로 지자기 폭풍과 GPS 신호 품절의 상관성은 나타나지 않고 있으나 전자멸도가 감 소할수록 GPS 신호품질은 양호한 것으로 나타나고 있다. 향후 장기관측 자료 분석을 통해 평상시와 지자기 폭풍 기간 동안의 GPS 신호품질과 전자멸도 변화에 대해 연구가 진행될 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권3호
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• pp.305-316
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• 2009

이 연구에서 우리는 코로나 홀(Coronal hole, CH)의 정보(위치, 면적)를 이용하여 CIR(Corotating Interaction Regions)과 지자기폭퐁(Geomagnetic Storm)에 대한 경험적인 예보를 수행하였다. 이것을 위해 1996년 1월 $\sim$ 2003년 11월까지의 미국 국립 천문대-Kitt Peak 관측소의 He I $1083{\AA}$ 영상으로부터 코로나 홀 자료를 얻고, Choi et al.(2009)로부터 확인된 CIR과 지자기폭풍 자료를 활용하였다. 지자기 폭풍을 일으키는 코로나 홀의 특성을 고려하여 코로나 홀의 중심이 $N40^{\circ}$와 $S40^{\circ}$ 사이, $E40^{\circ}$와 $W20^{\circ}$ 사이에 위치하고 태양 반구에 대한 면적 비율이 다음과 같은 세 가지 경우를 선택하였다: (1) case 1: 0.36% 이상, (2) case 2: 0.66% 이상, (3) case 3: $1996{\sim}2000$년 동안에는 0.36%, $2001{\sim}2003$년 동안에는 0.66% 이상. 우리는 각 경우에 대하여 예보의 성공 유무를 확인할 수 있는 예보 분할표(Contingency Table)를 만들고, 그들의 태양 주기 위상(Solar cycle phase)에 대한 의존성을 조사하였다 분할표로부터 우리는 PODy(the probability of detection yes), FAR(the false alarm ratio), Bias(the ratio of "yes" predictions to "yes" observations) 그리고 CSI(critical success index)와 같은 예보 평가 지수를 결정하였다. 이와 같은 예보에서 PODy와 CSI가 상대적으로 더 중요한 사실을 고려하여, 우리는 가장 좋은 후보가 case 3이라는 것을 발견하였다. 이 경우에 두 가지 예보에 대한 예보평가 지수는 아래와 같다: CH-CIR의 경우는 PODy=0.77, FAR=0.66, Bias=2.28, CSI=0.30이고, CH-storm의 경우는 PODy=0.81, FAR=0.84, Bias=5.00, CSI=0.16이다. 또한 태양 활동 극대기 이후 감쇄기간 동안의 지수들이 태양 극대기 이전의 값들 보다 훨씬 잘 예보되고 있음을 알 수 있다. 따라서 코로나 홀을 이용한 CIR의 예보는 충분한 가능성을 보여주고 있으나, 지자기 폭풍의 예보는 너무 많은 허위 예보로 인하여 다소 어려울 것으로 비상된다.

• 한국항공운항학회지
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• 제14권1호
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• pp.55-62
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• 2006

Ionospheric signal delay is a critical factor for precision differential GNSS(Global Navigation Satellite Systems) applications such as GBAS(Ground-Based Augmentation System) and SBAS (Satellite-Based Augmentation System). Most concern is the impact of the ionospheric storm caused by the interaction between Solar and geomagnetic activities. After brief description of the ionosphere and ionospheric storm, ionospheric models for SBAS are discussed. History of recent ionospheric storms is reviewed and their impact on GNSS is discussed. In order to support Korean GNSS augmentation system development, a preliminary study on the regional ionosphere performed. A software tool for computing regional ionospheric maps is being developed, and initial results during a recent storm period is analyzed.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권2호
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• pp.101-112
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• 2015

Magnetic reconnection is a fundamental process occurring in a wide range of astrophysical, heliospheric and laboratory plasmas. This process alters magnetic topology and triggers rapid conversion of magnetic energy into thermal heating and nonthermal particle acceleration. Efforts to understand the physics of magnetic reconnection have been made across multiple disciplines using remote observations of solar flares and in-situ measurements of geomagnetic storms and substorms as well as laboratory and numerical experiments. This review focuses on the progress achieved with solar flare observations in which most reconnection-related signatures could be resolved in both space and time. The emphasis is on various observable emission features in the low solar atmosphere which manifest the coronal magnetic reconnection because these two regions are magnetically connected to each other. The research and application perspectives of solar magnetic reconnection are briefly discussed and compared with those in other plasma environments.

• 천문학회보
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• 제36권2호
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• pp.95.1-95.1
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• 2011

Halo Coronal Mass Ejections (HCMEs) are crucial for space weather, since they can produce severe geomagnetic storms when they interact with the Earth's magnetosphere. It is thus very important to infer their directions, radial velocities, and their three-dimensional structures. In this study, we apply two different models to HCMEs since 2008 : (1) an ice cream cone model by Xue et al (2005) using SOHO/LASCO data, (2) a flux rope model by Thernisien et al. (2009) using STEREO/SECCHI data. In addition, we use the flux rope model with zero separation angle of flux rope, which is morphologically similar to the ice cream cone model. The comparison shows that the CME radial velocities from three models have very good correlations (R>0.9) one another. We are extending this comparison to other partial halo CMEs observed by STEREO and SOHO.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.898-904
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• 2006

Ionospheric storms, caused by the interaction between Solar and geomagnetic activities, may degrade the differential GNSS(Global Navigation Satellite Systems) performance significantly, and the importance of the ionospheric storm research is growing for the GBAS(Ground-Based Augmentation System) and SBAS(Satellite-Based Augmentation System) development. In order to support Korean GNSS augmentation system development, a software tool for analyzing the regional ionosphere is being developed and its preliminary results are discussed. After brief description of the ionosphere and ionospheric storm, the research topics on the GBAS applications are discussed. The need for ionospheric spatial gradient analysis is described and some results on the ionospheric spatial gradient during recent storm periods are discussed.

• 천문학회보
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• 제46권1호
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• pp.58.4-59
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• 2021

This presentation introduces Korea's SNIPE (Small scale magNespheric and Ionospheric Plasma Experiment) mission, formation flying CubeSat constellation. Observing particles and waves on a single satellite suffers from inherent space-time ambiguity. To observe spatial and temporal variations of the micro-scale plasma structures on the topside ionosphere, four 6U CubeSats (~ 10 kg) will be launched into a polar orbit of the altitude of ~500 km in 2021. The distances of each satellite will be controlled from 10 km to more than 100 km by formation flying algorithm. The SNIPE mission is equipped with identical scientific instruments, solid-state telescope, magnetometer, and Langmuir probe. All the payloads have a high temporal resolution (sampling rates of about 10 Hz). Iridium modules provide an opportunity to upload changes in operational modes when geomagnetic storms occur. SNIPE's observations of the dimensions, occurrence rates, amplitudes, and spatiotemporal evolution of polar cap patches, field-aligned currents (FAC), radiation belt microbursts, and equatorial and mid-latitude plasma blobs and bubbles will determine their significance to the solar wind-magnetosphere-ionosphere interaction and quantify their impact on space weather.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권4호
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• pp.343-348
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• 2023

The ionosphere acts as the largest error source in the Global Navigation Satellite System (GNSS) signal transmission. Ionospheric total electron content (TEC) is also easily affected by changes in the space environment, such as solar activity and geomagnetic storms. In this study, we analyze changes in the regional ionosphere using the Qusai-Zenith Satellite System (QZSS), a regional satellite navigation system. Observations from 9 GNSS stations in South Korea are used for estimating the QZSS TEC. In addition, the performance of QZSS TEC is analyzed with observations from day of year (DOY) 199 to 206, 2023. To verify the performance of our results, we compare the estimated QZSS TEC and CODE Global Ionosphere Map (GIM) at the same location. Our results are in good agreement with the GIM product provided by the CODE over this period, with an averaged difference of approximately 0.1 TECU and a root mean square (RMS) value of 2.89 TECU.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제21권4호
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• pp.441-452
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• 2004

실시간 관측자료를 사용하여 현재상태를 진단하고 이후의 변화를 예보하는 것은 우주환경 모니터링 시스템의 필수적인 요소라 할 수 있다. 본 연구에서는 ION(IDL On the Net)을 이용하여 웹 기반의 우주환경모니터링 시스템을 구축하였다(http://sun.kao.re.kr). 이 웹 페이지에서는 현재의 태양 및 지자기 데이터를 보여주고 위성, 통신, 지상 전력시스템에 줄 수 있는 영향을 예측하여 제시하고 있다. 그리고 NOAA/SEC에서 매일 제시하는 태양 X선 플레어, 프로톤 현상, 지자기 폭풍의 예보결과를 표시한다. 또한 행성간 태양 충격파와 CME(Coronal Mass Ejection; 코로나 물질 방출)의 지구도달 시간을 예측하기 위해 두 가지의 예측모델이 웹에서 구동되도록 하였다. 현재 우리는 여러가지 태양 및 지자기 활동과 관련된 각종데이터를 IDL과 FTP 프로그램을 사용하여 실시간으로 다운받아 우주환경 데이터베이스를 확장하고 있다. 본 논문에서는 한국천문연구원의 우주환경모니터링시스템 개발에 관하여 자세히 기술한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.129-138
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• 2008

This study attempts to show how the geomagnetic indices, AU, AL and Dst, respond to the interplanetary parameters, more specifically, the solar wind electric field VBz during southward interplanetary magnetic field (IMF) period. The AU index does not seem to respond linearly to the variation of southward IMF. Only a noticeable correlation between the AU and VBz is shown during summer, when the ionospheric conductivity associated with the solar EUV radiation is high. It is highly likely that the effect of electric field on the eastward electrojet intensification is only noticeable whenever the ionospheric conductivity is significantly enhanced during summer. Thus, one should be very cautious in employing the AU as a convection index during other seasons. The AL index shows a significantly high correlation with VBz regardless of season. Considering that the auroral electrojet is the combined result of electric field and ionospheric conductivity, the intensification of these two quantities seems to occur concurrently during southward IMF period. This suggests that the AL index behaves more like a convection index rather than a substorm index as far as hourly mean AL index is concerned. Contrary to the AU index, the AL index does not register the maximum value during summer for a given level of VBz. It has something to do with the findings that discrete auroras are suppressed in sunlight hemisphere (Newell et al. 1996), thus reducing the ionospheric conductivity during summer. As expected, the Dst index tends to become more negative as VBz gets intensified. However, the Dst index (nT) is less than or equal to 15VBz(mV/m) + 50(Bz < 0). It indicates that VBz determines the lower limit of the storm size, while another factor(s), possibly substorm, seems to get further involved in intensifying storms. Although it has not been examined in this study, the duration of southward IMF would also be a factor to be considered in determining the size of a storm.