• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권3호
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• pp.185-193
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• 2018

Jang Bogo Station (JBS), the second Korean Antarctic research station, was established in Terra Nova Bay, Antarctica ($74.62^{\circ}S$ $164.22^{\circ}E$) in February 2014 in order to expand the Korea Polar Research Institute (KOPRI) research capabilities. One of the main research areas at JBS is space environmental research. The goal of the research is to better understand the general characteristics of the polar region ionosphere and thermosphere and their responses to solar wind and the magnetosphere. Ground-based observations at JBS for upper atmospheric wind and temperature measurements using the Fabry-Perot Interferometer (FPI) began in March 2014. Ionospheric radar (VIPIR) measurements have been collected since 2015 to monitor the state of the polar ionosphere for electron density height profiles, horizontal density gradients, and ion drifts. To investigate the magnetosphere and geomagnetic field variations, a search-coil magnetometer and vector magnetometer were installed in 2017 and 2018, respectively. Since JBS is positioned in an ideal location for auroral observations, we installed an auroral all-sky imager with a color sensor in January 2018 to study substorms as well as auroras. In addition to these observations, we are also operating a proton auroral imager, airglow imager, global positioning system total electron content (GPS TEC)/scintillation monitor, and neutron monitor in collaboration with other institutes. In this article, we briefly introduce the observational activities performed at JBS and the preliminary results of these observations.

• 정보와 통신
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• 제15권9호
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• pp.97-106
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• 1998

태양면의 교란으로 야기되는 지구근방 우주환경의 변화는 인류에게 막대한 사회경제적인 손실을 유발하므로 이를 예측하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서 도입한 자기폭풍 예보코드는 이러한 변화양상을 지자기활동지수인 AE 및 Dst, 극관횡단전위차, 극지방전리층에서 소모되는 에너지 그리고 여기에 수반되는 열권의 온도상승 등의 형태로 예보하도록 고안되었다. 본 예보코드는 플레어 관측으로부터 태양풍 그리고 행성간자기장을 예측하는 부분과 추정된 태양풍파라미터로 표현되는 태양풍-자기권상호작용함수인 $\varepsilon$으로부터 상기 물리량들은 추정하는 부분으로 나누어져 있다. 1993년 11월 초에 발생한 자기폭풍에 이 예보코드를 적용하여 그 결과를 일본인공위성인 Geotail에 의한 태양풍관측결과와 지자기관측소에서 얻은 지자기 활동지수들과 비교하였다. 비록 많은 부분에서 아직 개선되어야할 여지가 발견되었지만 태양 플레어로 야기되는 지구근방 우주환경에 교란상태를 예측하는데 근사적이지만 본 예보모델이 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.125.1-125.1
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• 2012

The wave number 4 (wave-4) and wave number 3 (wave-3) longitudinal structures in the thermospheric neutral mass density are understood as tidal structures driven by diurnal eastward-propagating zonal wave number 3 (DE3) and wave number 2 (DE2) tides, respectively. However, those structures have been identified using data from limited time periods, and the consistency and recurrence of those structures have not yet been examined using long-term observation data. We examine the persistence of those structures by analyzing the neutral mass density data for the years 2001-2008 taken by the CHAllenging Minisatellite Payload (CHAMP) satellite. During years of low solar activity, the amplitude of the wave-4 structure is pronounced during August and September, and the wave-4 phase shows a consistent eastward phase progression of $90^{\circ}$ within 24 h local time in different months and years. During years of high solar activity, the wave-4 amplitude is small and does not show a distinctive annual pattern, but the tendency of the eastward phase shift at a rate of $90^{\circ}$/24 h exists. Thus the DE3 signature in the wave-4 structure is considered as a persistent feature. The wave-3 structure is a weak feature in most months and years. The amplitude and phase of the wave-3 structure do not show a notable solar cycle dependence. Among the contributing tidal modes to the wave-3 structure, the DE2 amplitude is most pronounced. This result may suggest that the DE2 signature, although it is a weak signature, is a perceivable persistent feature in the thermosphere.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제30권4호
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• pp.231-239
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• 2013

To identify seasonal and latitudinal variations of F2 layer during magnetic storm, we examine the change of daily averages of foF2 observed at Kokubunji and Hobart during high (2000~2002) and low (2006~2008) solar activity intervals. It is found that geomagnetic activity has a different effect on the ionospheric F2-layer electron density variation for different seasons and different latitudes. We, thus, investigate how the change of geomagnetic activity affects the ionospheric F2-layer electron density with season and latitude. For this purpose, two magnetic storms occurred in equinox (31 March 2001) and solstice (20 November 2003) seasons are selected. Then we investigate foF2, which are observed at Kokubunji, Townsville, Brisbane, Canberra and Hobart, Dst index, Ap index, and AE index for the two magnetic storm periods. These observatories have similar geomagnetic longitude, but have different latitude. Furthermore, we investigate the relation between the foF2 and the [O]/[$N_2$] ratio and TEC variations during 19-22 November 2003 magnetic storm period. As a result, we find that the latitudinal variations of [O]/[$N_2$] ratio and TEC are closely related with the latitudinal variation of foF2. Therefore, we conclude that the seasonal and latitudinal variations of foF2 during magnetic storm are caused by the seasonal and latitudinal variations of mean meridional circulation of the thermosphere, particularly upwelling and downwelling of neutral atmosphere during magnetic storm.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권4호
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• pp.235-242
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• 2018

A Fabry-Perot interferometer (FPI) for mesospheric observations was installed at King Sejong Station ($62.2^{\circ}S$, $58.9^{\circ}W$) in Antarctica in 2017. For the initial validation of the FPI measurements, we compare neutral wind data recorded with the FPI with those from a Meteor Radar (MR) located nearby. The overall characteristics of the FPI and MR winds of both OH 892.0 nm (87 km) and OI 557.7 nm (97 km) airglow layers are similar. The FPI winds of both layers generally match the MR winds well on the observed days, with a few exceptions. The correlation analysis of the FPI and MR wind data shows that the correlation coefficients for the zonal winds at 87 and 97 km are 0.28 and 0.54, respectively, and those for the meridional winds are 0.36 and 0.54, respectively. Based on the assumption that the distribution of the airglow emissions has a Gaussian function with respect to the altitude, we calculated the weighted mean winds from the MR wind profile and compared them with the FPI winds. By adjusting the peak height and full width at half maximum of the Gaussian function, we determined the change of the correlation between the two winds. The best correlation for the OH and OI airglow layers was obtained at a peak height of 88-89 km and 97-98 km, respectively.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제38권4호
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• pp.203-215
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• 2021

The auroral observation has been started at Jang Bogo Station (JBS), Antarctica by using a visible All-sky camera (v-ASC) in 2018 to routinely monitor the aurora in association with the simultaneous observations of the ionosphere, thermosphere and magnetosphere at the station. In this article, the auroral observations are introduced with the analysis procedure to recognize the aurora from the v-ASC image data and to compute the auroral occurrences and the initial results on their spatial and temporal distributions are presented. The auroral occurrences are mostly confined to the northern horizon in the evening sector and extend to the zenith from the northwest to cover almost the entire sky disk over JBS at around 08 MLT (magnetic local time; 03 LT) and then retract to the northeast in the morning sector. At near the magnetic local noon, the occurrences are horizontally distributed in the northern sky disk, which shows the auroral occurrences in the cusp region. The results of the auroral occurrences indicate that JBS is located most of the time in the polar cap near the poleward boundary of the auroral oval in the nightside and approaches closer to the oval in the morning sector. At around 08 MLT (03 LT), JBS is located within the auroral oval and then moves away from it, finally being located in the cusp region at the magnetic local noon, which indicates that the location of JBS turns out to be ideal to investigate the variabilities of the poleward boundary of the auroral oval from long-term observations of the auroral occurrences. The future plan for the ground auroral observations near JBS is presented.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권1호
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• pp.1-10
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• 2023

Korea Polar Research Institute (KOPRI) and Korea Astronomy and Space Institute (KASI) have been participating in the European Incoherent Scatter (EISCAT) Scientific Association as an affiliate institution in order to observe the polar ionosphere since 2015. During the period of December 16-21, 2016 and January 3-9, 2018, the observations for the polar ionospheric parameters such as the electron density profiles, ion drift, and electron/ion temperature are carried out in the polar cap/cusp region by the EISCAT Svalbard radar (ESR). The purpose of the observations is to investigate the characteristic of the winter ionosphere in the dayside polar cap/cusp region. In this paper, we briefly report the results of the ESR observations for winter daytime ionosphere and also the simultaneous observations for the ionosphere-thermosphere system together with the balloon-borne instrument High-Altitude Interferometer WIND Experiment (HIWIND) performed by the High Altitude Observatory (HAO), National Center for Atmospheric Research (NCAR). We further introduce our research activities using long-term EISCAT observations for the occurrence of ion upflow and the climatology of the polar ionospheric density profiles in comparison with the mid-latitude ionosphere. Finally, our future research plans will briefly be introduced.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.94-108
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• 1997

열권 상부의 온도는 일반적으로 태양 활동에 따라 변화하며, 특히 고위도 지역에서는 지자기 활동에 의해서도 크게 변화된다. 본 연구에서는 장기간에 걸쳐 관측된 열권 온도를 이용하여 태양 활동 지수 및 지자기 활동 지수와의 상관 관계를 정량적으로 분석하였다. 본 연구에서 사용된 온도 자료는 미시간 대학에서 운용하고 있는 그린랜드의 두 관측소인 Thule Air Base(76.6$^{\circ}$N, 68.4$^{\circ}$W, Λ = 86$^{\circ}$)와 Strømfjord (67.0$^{\circ}$N,50.9$^{\circ}$W, Λ - 74$^{\circ}$)에서 측정된 것으로 두 곳 모두 지리적 뿐만 아니라 지자기적으로도 고위도 지역에 위치하고 있다. 자료는 페브리-페로 간섭계를 이용하여 6300 $\AA$ 대기광을 관측한 것이며 관측기간은 Thule Air Base 관측소는 1986~1991년, Søndre Strømfjord 관측소는 1986~1994년이다. 본 연구에서 얻어진 분석 결과는 다음과 같다. (1)Thule 지역의 관측 온도와 태양 활동 지수와의 상관 관계는 3$\leq$Kp$\leq$4에서 가장 높게 나타나며 Søndre Strøfjord 지역의 상관 관계는 Kp 지수가 커질수록 증가함을 보인다. (2) 전반적인 온도는 고위도 지역인 Thule 지역에서 높지만, 태양 활동 지수 변화에 따른 온도 변화의 증가율은 Søndre Strømfjord 지역에서 더 크게 나타났다. (3) 겨울철 Thule 지역의 하루 온도 변화는 13-14 LT(LT=UT-4) 부근에 최대 온도를 가진 일일 주기(24hrs) 변화를 보이지만, 태양 활동이 미약한 경우에는 반일 주기 (12 hrs) 변화가 우세하게 나타났다. (4) 고층 대기분야에서 통용되는 MSIS86 모델과 VSH 모델은 여기서 분석된 관측치에 비해 전반적으로 낮은 온도를 예측하고 있으며, 이러한 차이는 특히 태양 활동이 증가함에 따라 더욱 심해짐을 보였다. 따라서 보다 많은 관측 자료를 이용한 새로운 열권 모델의 개발이 시급하다고 생각된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권4호
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• pp.305-318
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• 2002

한반도 상공의 중간 자외선 대기광을 측정하기 위해 3단형 과학로켓(KSR-III)에 탑재될 대기광도계(Airglow Photometer, AGP)가 제작되었다. 대기광도계 비행 모형(FM)은 4-channel로 이루어져 100km~300km 구간의 중간 자외선 영역의 OI 2972${\AA}$, $N_2$ VK(0,6) 2780${\AA}$, $N_2$ 2PG 3150${\AA}$ 대기광과 배경으로 3070${\AA}$을 지평선 방향으로 측정하게 된다. 대기광도계는 광도계 본체, 차폐경(Baffle), 전자제어부, 전원공급기로 구성되어 있다. 광도계 본체는 협대역 간섭 필터를 통해 선택된 파장의 대기광을 직경 2.5cm 렌즈로 초점면에 설치된 실틈(slit)을 통해 자외선 감지용 광전증배관으로 진입시키는 구조로 되어있다. 비행중 영점 측정을 위해 초점면 실틈 뒤편의 회전판에 영점광원을 설치하였다. 차폐경은 저충대기로부터 산란되는 태양광이 광도계로 진입하지 못하도록 성능을 최적화하여 설계 제작되었다. 대기광도계 비행모형의 지상 테스트로서 각광도계의 성능 테스트 및 감응도, 영점 측정 등을 실시하였다. 대기광도개가 미약한 빛을 감응하도록 제작되었기 때문에 국내에서 신뢰도를 갖고 절대 감응도를 결정할 수 없었다. 그러나 대기광도계 각 channel 간 상대 감응도 측정값은 안정되게 측정되었기 때문에, 추후 로켓 비행시 측정한 자료를 신뢰성있게 분석할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권1호
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• pp.55-68
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• 2007

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.