Quiet solar geomagnetic variations at observatories in symmetrical latitudes during a minimum of solar activity

Solar geomagnetic variations on quiet days (Sq), neglecting the small lunar contribution (L), are compared for Teoloyucan (geogr.lal 19°45', long. -99° 11') and La Quiaca (geogr.lat -22°06', long.-65°36’), located in the longitudinal sector of maximum difference between geographic and geomagnetic latitudes, the latter being 29,6° and -10,6°respectively. Given the manifest asymmetry, even during the equinoxes comparable data from Pilar (geogr.lat-31°40', long.-63°53'; geomagn.lat-20,40) are supplied. Noon values of the geomagnetic north component of Sq can be represented by a plane model including an electrojet centered al the dip equator and two ionospheric current systems of greater latitudinal extent Application of this model to the particular group of E-months (March/April-September/October) shows that the distance between the vortices of these current systems and the equator is greater in the northern hemisphere than in the southern. Merely geomagnetic causes cannot account for this discrepancy.El objetivo del trabajo es comparar las variaciones geomagnéticas diarias solares tranquilas (Sq), despreciando cualquier influencia lunar, de los observatorios Teoloyucan (lat. geog 19°45', long. geog.-99°l 1') y La Quiaca (lat. geog. -22°6', long. geog.- 65°36') en los que es máxima la diferencia entre la latitud geomagnética (29,6° el primero,-10,6° el segundo) y la geográfica. Dada la asimetría manifiesta aún durante los equinoccios, se comparan las variaciones con las obtenidas en el observatorio Pilar (lat. geog.-31°40’, long. geog-63°53', lat. geom.-20,4°). Ajustando los valores de mediodía de la componente geomagnética norte de Sq a un modelo plano constituido por un electrochorro centrado en el ecuador de inclinación y dos sistemas de corrientes ionosféricas más extendidos en latitud se halla que la distancia entre el ecuador y el vórtice de esos sistemas como así también la intensidad de la corriente ionosférica total durante los meses marzo-abril-setiembre-octubre son mayores en el hemisferio norte que en el austral.Material digitalizado en SEDICI gracias a la colaboración de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP).Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Variaciones geomagnéticas atribuidas a la corriente anillo ecuatorial en periodos de tormenta magnética, a partir de registros en observatorios simétricos en latitud geomagnética

Las variaciones del campo magnético terrestre registradas durante una tormenta geomagnética son la superposición de variaciones regulares y perturbaciones. Las primeras son debidas principalmente a corrientes en la alta atmósfera generadas por la acción dínamo de un sistema de vientos horizontales; las segundas a corrientes magnetosféricas e ionosféricas causadas por la transferencia de masa y energía del viento solar a la magnetosfera. Entre éstas últimas se destaca la corriente anillo ecuatorial, que circula hacia el oeste con simetría respecto del plano del ecuador geomagnético y en su vecindad; la variación geomagnética que produce ha sido tradicionalmente calculada suponiendo que tiene simetría cilindrica alrededor del eje del dipolo geomagnético, extrapolándose por tanto que la corriente anillo ecuatorial tiene tal simetría cilindrica. Los valores symH calculados (por minuto) por el Centro Mundial de Kyoto (Japón) pretenden expresar, con mayor definición temporal que los tradicionales índices Dst (horarios), las variaciones debidas a la corriente anillo ecuatorial. Ambos conjuntos forman sucesiones completas. En este trabajo se presenta un método que se basa en imponer una condición de simetría a la variación geomagnética que se atribuye a la corriente anillo ecuatorial: una misma variación negativa de la componente norte y variaciones opuestas de la componente vertical, a ambos lados del ecuador geomagnético. Para ello se utilizan la componente norte X y la vertical Z registradas durante tormentas geomagnéticas en pares de observatorios con latitud geomagnética conjugada y similar longitud. Los resultados permiten corroborar que la componente norte condicionada por la simetría ecuatorial depende del tiempo local (de la longitud de los observatorios), mostrando que esta variación no es independiente del ángulo acimutal alrededor del eje dipolar geomagnético (no tiene simetría cilindrica alrededor de él). De la relación entre las componentes geomagnéticas norte y vertical que satisfacen la condición de simetría ecuatorial impuesta, se deduce que la corriente anillo ecuatorial no es la única que satisface tal condición, sino que los aportes de las variaciones debidas a las corriente de la magnetopausa, de la cola magnética, de la cuña auroral o las ionosféricas no pueden ser consideradas despreciables. El conjunto de los valores de la variación hallada con la condición de simetría respecto del plano ecuatorial no es completo.The geomagnetic field variations recorded on the Earth during a geomagnetic storm are the superposition of both quiet and disturbed variations. The first ones are principally due to currents at the upper atmosphere generated by the dynamo action of a sys tern of horizontal wind. The second ones are due to ionospheric and magnetospheric currents caused by the mass and energy transfer of the solar wind to the magnetosphere. Among these last ones, the equatorial ring current drifts westward, with symmetry in relation with the geomagnetic equator, at 4-7 Re. It produces a geomagnetic variation that has been traditionally calculating assuming that it is symmetric around the dipole axis. The symH values calculated (each minute) by the WDC-C2 of Kyoto supposedly express, with better definition than the hourly Dst index the geomagnetic variations due to this equatorial ring current. This work presents a method based on the symmetrical condition imposed to the geomagnetic variations impute to the equatorial ring current: the same negative variation of the north X component and opposite variations of the vertical component, at both sides of the geomagnetic equator. The north X and the vertical Z components recorded during a geomagnetic storm, in pairs of observatories with conjugate geomagnetic latitude and similar longitude are used. The results verified that the conditioned X component (which is comparable with the indices) in not independent of the azimuthal angle around the dipole axis (depends on the local time). From the relation between X and Z conditioned components it is deduced that the equatorial ring current is not the only one satisfying the symmetry imposed, but variations due to the currents at the magnetopause, the magnetic tail, the auroral wedge or the ionospheric ones can not be ignored. The set of values of the conditioned variations by the equatorial symmetry is not complete.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Influencia de la Anomalía Geomagnética del Atlántico sur (SAMA) en las variaciones geomagnéticas debidas a compresiones magnetosféricas súbitas por el viento solar

En el viento solar existen burbujas con cambios significativos de la presión dinámica; si una de ellas con mayor velocidad y densidad, y con Bz(IMF)>0 enfrenta a la magnetosfera, ésta es comprimida; la corriente en la magnetopausa, que equilibra la presión del viento solar respecto del campo geomagnético, se incrementa entonces. En observatorios de latitudes bajas, medias y subaurorales los magnetogramas registran esta compresión como un súbito crecimiento (se) de la componente norte (X) y horizontal (H) del campo geomagnético. La región de la anomalía magnética del Atlántico Sur (SAMA) es un sumidero de las partículas cargadas que se encuentran atrapadas en el cinturón de radiación interior, tanto durante períodos quietos como perturbados. De la precipitación de estas partículas ocurrida sobre las regiones D y E de la ionosfera del SAMA durante una compresión magnetosférica resulta un mayor incremento de los sc a la noche, respecto del registrado en regiones exteriores a la SAMA. El objetivo de este trabajo es determinar si la amplitud de un súbito crecimiento (sc) del campo geomagnético en bajas latitudes de la superficie terrestre varía según la intensidad del campo magnético en ese lugar, en particular en la zona de la anomalía del Atlántico sur. Se propone entonces estudiar la respuesta geomagnética a diferentes variaciones de intensidad de la presión de viento solar que se producen a distintas horas en observatorios de bajas latitudes, siendo uno de ellos Vassouras (VSS), en el SAMA. Se encuentra que la amplitud de los se dependen de diferentes factores: la presión y la variación de la velocidad del viento solar, la época del afio, la hora local, y posiblemente el estado previo de la magnetosfera o el sentido de campo magnético interplanetario; sin embargo la amplitud de los se registrados en VSS suele ser en general superior a la de observatorios equivalentes a él por latitud geomagnética o inclinación: i) VSS nunca tiene la variación mínima debida al comienzo súbito; ii) VSS en general alcanza la mayor amplitud de se entre los observatorios considerados, excepto entre la medianoche y el amanecer, cuando suelen registrarse las mínimas amplitudes normalizadas según la variación de la presión dinámica del viento solar.The magnetosphere is compressed when a bubble of solar wind (enhancement of velocity, density and temperature) impinges on it: the current at the magnetopause, that balances this pressure over the geomagnetic field, is increased. The observatories at low, middle and subauroral latitudes record a sudden increase (sc) of the north (X) and horizontal (H) components of the geomagnetic field. The South Atlantic magnetic anomaly (SAMA) is a sink of trapped particles at the radiation belt during both quiet and disturbed periods. The precipitation of these particles on the D and E regions of the SAMA ionosphere during a magnetospheric compression give rise there to a higher enhancement of the sc at night in relation with others recorded at external regions. The goal of this paper is to determine if the sc amplitude at low latitudes depends of the geomagnetic field at the place, especially at the SAMA. Then, it was studied the geomagnetic response to different variations of the dynamic pressure of the solar wind produced at low latitudes. It is found that the amplitude of the sc's not only depends on the pressure of the solar wind, but also on the temporal variation of the solar velocity, the epoch of the year, the local time, and possibly the previous state of the geomagnetic field perturbation or the direction of the interplanetary magnetic field. Nevertheless, the amplitude of the sc recorded at VSS observatory (at the SAMA) currently is higher to those recorded at equivalent observatories by latitude or inclination: i) VSS have not the smallest variation due to a sc; ii) VSS generally records the highest amplitude among the selected observatories that are outside the SAMA, except if it is located between the midnight and the dawn (when smallest variations are recorded).Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Geomagnetic quiet variations (SQ) and its relation with the vortex of the equivalent ionospheric currents

Aún en días de similar actividad geomagnética y solar, o época del año, se encuentra que las variaciones geomagnéticas registradas en días tranquilos (Sq) en un mismo observatorio pueden diferir en su forma. Si bien la intensidad no es grande comparada con la debida a las perturbaciones, su determinación es importante pues para el estudio de las mismas se supone que en los registros subyace Sq, que debe ser sustraída. Estas variaciones son generadas por corrientes ionosféricas diurnas que forman dos casquetes (discos en la aproximación plana) cuyos vórtices (focos) se encuentran en los hemisferios sur y norte a latitudes medias, abarcando desde el ecuador hasta altas latitudes. Con un simple modelo este trabajo esboza motivos por los que las variaciones registradas pueden diferir, teniendo en consideración la posición relativa entre el observatorio y los vórtices, y movimientos de estos últimos, no así la dimensión de los discos o la intensidad de las corrientes; sugiere también una forma de estimar la posición del vórtice.Even during days with similar geomagnetic and solar activity, or season, it is found that the geomagnetic variations recorded during quiet days (Sq) can differ in its shape at the same observatory. Though the intensity is smaller than in those days with perturbations, its determination is important because it is supposed that Sq is underlying the records from where it must be removed. These variations are generated by diurnal ionospheric currents which form two caps from the equator to high latitudes, whose vortex (focus) are at the south and north hemispheres at mid latitudes. With a simple model this work sketches causes for the differences in the records, considering the position between observatories and vortex and the movements of them, but not the intensity or dimensions of the caps; it also suggests a way to estimate the position of the vortex.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Geomagnetic quiet variations (SQ) and its relation with the vortex of the equivalent ionospheric currents

Aún en días de similar actividad geomagnética y solar, o época del año, se encuentra que las variaciones geomagnéticas registradas en días tranquilos (Sq) en un mismo observatorio pueden diferir en su forma. Si bien la intensidad no es grande comparada con la debida a las perturbaciones, su determinación es importante pues para el estudio de las mismas se supone que en los registros subyace Sq, que debe ser sustraída. Estas variaciones son generadas por corrientes ionosféricas diurnas que forman dos casquetes (discos en la aproximación plana) cuyos vórtices (focos) se encuentran en los hemisferios sur y norte a latitudes medias, abarcando desde el ecuador hasta altas latitudes. Con un simple modelo este trabajo esboza motivos por los que las variaciones registradas pueden diferir, teniendo en consideración la posición relativa entre el observatorio y los vórtices, y movimientos de estos últimos, no así la dimensión de los discos o la intensidad de las corrientes; sugiere también una forma de estimar la posición del vórtice.Even during days with similar geomagnetic and solar activity, or season, it is found that the geomagnetic variations recorded during quiet days (Sq) can differ in its shape at the same observatory. Though the intensity is smaller than in those days with perturbations, its determination is important because it is supposed that Sq is underlying the records from where it must be removed. These variations are generated by diurnal ionospheric currents which form two caps from the equator to high latitudes, whose vortex (focus) are at the south and north hemispheres at mid latitudes. With a simple model this work sketches causes for the differences in the records, considering the position between observatories and vortex and the movements of them, but not the intensity or dimensions of the caps; it also suggests a way to estimate the position of the vortex.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Quiet solar geomagnetic variations at observatories in symmetrical latitudes during a minimum of solar activity

Solar geomagnetic variations on quiet days (Sq), neglecting the small lunar contribution (L), are compared for Teoloyucan (geogr.lal 19°45', long. -99° 11') and La Quiaca (geogr.lat -22°06', long.-65°36’), located in the longitudinal sector of maximum difference between geographic and geomagnetic latitudes, the latter being 29,6° and -10,6°respectively. Given the manifest asymmetry, even during the equinoxes comparable data from Pilar (geogr.lat-31°40', long.-63°53'; geomagn.lat-20,40) are supplied. Noon values of the geomagnetic north component of Sq can be represented by a plane model including an electrojet centered al the dip equator and two ionospheric current systems of greater latitudinal extent Application of this model to the particular group of E-months (March/April-September/October) shows that the distance between the vortices of these current systems and the equator is greater in the northern hemisphere than in the southern. Merely geomagnetic causes cannot account for this discrepancy.El objetivo del trabajo es comparar las variaciones geomagnéticas diarias solares tranquilas (Sq), despreciando cualquier influencia lunar, de los observatorios Teoloyucan (latgeog 19°45',long.geog.-99°l 1') y La Quiaca (latgeog.-22°6', long.geog.- 65°36') en los que es máxima la diferencia entre la latitud geomagnética (29,6° el primero,-10,6° el segundo) y la geográfica. Dada la asimetría manifiesta aún durante los equinoccios, se comparan las variaciones con las obtenidas en el observatorio Pilar (latgeog.-31°40’, long.geog-63°53', latgeom.-20,4°). Ajustando los valores de mediodía de la componente geomagnética norte de Sq a un modelo plano constituido por un electrochorro centrado en el ecuador de inclinación y dos sistemas de corrientes ionosféricas más extendidos en latitud se halla que la distancia entre el ecuador y el vórtice de esos sistemas como así también la intensidad de la corriente ionosférica total durante los meses marzo-abril-setiembre-octubre son mayores en el hemisferio norte que en el austral.Material digitalizado en SEDICI gracias a la colaboración de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP).Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Efecto de la distancia lunar en las mareas geomagnéticas de la Isla Año Nuevo

El presente trabajo se realiza con datos registrados en el Observatorio Isla Año Nuevo (54º39' lat.S, 64°09' long.0) entre marzo de 1902 y diciembre de 1917. Se determina la principal componente de la variación en la declinación, dependiente de la distancia lunar, variación producida por el movimiento de marea de electrones en la alta atmósfera, debida principalmente al término del potencial de marea lunar. Para ello se realiza el análisis diario de Fourier.de los valores horarios instantáneos de tal variación en días en que es mínima la perturbación proveniente del viento solar. Eliminada la componente solar (registrada conjuntamente a la lunar), agrupando los residuos por el método de la época lunar fija se halla la componente lunar buscada. Su amplitud, del orden de 0,2 nanoteslas en el semestre en que la radiación solar es más intensa (con 746 días seleccionados) guarda la relación esperada (1/7,aproximadamente) con la componente lunar principal (reconocida como en potencial de marea lunar), pero dada su pequeñez la dispersión resultante no permite asignarle un significado estadístico concluyente.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Variaciones geomagnéticas tranquilas en Cabo de Hornos

During de First International Polar Year a French expedition installed a geomagnetic Observatory at Orange Bay (55º 31' geogr. lat., 70º 85' W long.), near Cape Hoorn. The records comprised the 11 months from October 1882 through August 1883. In order to complete a full annual period for an analysis of the quiet solar diurnal variaition (Sq) the mean Sq of the missing month was interpolated algebraically after reduction for secular variation. From this yearly record the mean seasonal variation (winter, summer, equinoxes) of the Components X, Y, Z were obtained. The Z component of Sq shows a fore-noon minimum a feature already found at New Year's Island (54º 39' geogr. lat., 64º 09' W long.), in contrast to the maximum typically occurring during these hours. The present results drawn from observations made a century ago are intended to fill a gap in the North-South chain of Sq in Argentine territory.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Estudio de la variación anual y semianual del campo geomagnético en altas latitudes australes

El objetivo del trabajo es caracterizar las variaciones anuales y semianuales del campo geomagnético registradas en distintas latitudes del hemisferio sur. Para ello se utilizan valores nocturnos de días tranquilos de registros efectuados en Islas Argentinas y Vostok, y de un intervalo que contiene el mediodía geomagnético en Polo Sur. La contribución del campo cuasi-estacionario y secular es representada por un polinomio de tercer grado a lo largo de los 12 años de datos considerados; eliminada esta los residuos son ajustados por una serie de Fourier de términos anual y semianual. Los resultados reproducen las características esperadas: las variaciones anual y semianual tienen en un mismo observatorio amplitudes comparables, siendo mayores en altas latitudes por efecto de la variación de la localización media del electrochorro auroral. Mientras que las fases de la variación anual de 2 en la zona polar y de latitudes medias son tales que los máximos se presentan en los mismos meses del año en ambos hemisferios* en la zona auroral la variación es estacional.The characteristic features of the annual and semi-annual variations of the geomagnetic field at different latitudes of the Southern Hemisphere are analyzed. To this end quiet-day night-time values are used as recorded at Argentine Islands and Vostok, as well as values belonging to an interval centered on geomagnetic noon from South Pole station. The contribution stemming from the quasi-stationary field and from Secular Variation is represented by a third-degree polynomial expression fitted to the full 12-years record here considered; after removal of these parts the residuals are harmonically analyzed for their annual and semi-annual oscillations. The results confirm the expected features: in each of the observatories the annual and semi-annual ranges are comparable; in high latitudes these ranges are bigger due to the variations of the mean position of the auroral electroject. The phases of the annual variation in the auroral zone are such that maxima occur in the same months in both hemispheres; within the polar region however, and in mid latitudes the variation is seasonal.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Variaciones geomagnéticas tranquilas en Cabo de Hornos

During de First International Polar Year a French expedition installed a geomagnetic Observatory at Orange Bay (55º 31' geogr. lat., 70º 85' W long.), near Cape Hoorn. The records comprised the 11 months from October 1882 through August 1883. In order to complete a full annual period for an analysis of the quiet solar diurnal variaition (Sq) the mean Sq of the missing month was interpolated algebraically after reduction for secular variation. From this yearly record the mean seasonal variation (winter, summer, equinoxes) of the Components X, Y, Z were obtained. The Z component of Sq shows a fore-noon minimum a feature already found at New Year's Island (54º 39' geogr. lat., 64º 09' W long.), in contrast to the maximum typically occurring during these hours. The present results drawn from observations made a century ago are intended to fill a gap in the North-South chain of Sq in Argentine territory.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta