Deriving the geomagnetically induced electric field at the Earth’s surface from the time derivative of the vertical magnetic field
Notice bibliographique
Résumé
We present a new method for estimating the geomagnetically induced electric field at the Earth’s surface directly from the time derivative of the vertical magnetic field, without any need for additional information about the Earth’s electric conductivity. This is a simplification compared to the presently used calculation methods, which require both the magnetic variation field and ground conductivity model as input data. The surface electric field is needed e.g. in modeling Geomagnetically Induced Currents (GIC) that flow in man-made conductor systems, such as gas and oil pipelines or high-voltage power grids. We solve the induced electric field directly from Faraday’s law, by representing the magnetic variation field in terms of external equivalent current and taking time derivative of the associated vector potential. This gives an approximative solution, where the divergence-free part of the electric field is reproduced accurately (at least in principle), but the curl-free part related to lateral variations in ground conductivity is completely neglected. We test the new calculation method with several realistic models of typical ionospheric current systems, as well as actual data from the Baltic Electromagnetic Array Research (BEAR) network. We conclude that the principle of calculating the (divergence-free part of the) surface electric field from time derivative of the vertical magnetic field is sound, and the method works reasonably well also in practice. However, practical applications may be rather limited as the method seems to require data from a quite dense and spatially extended magnetometer network.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».