Semiannual variation of Pc5 ultra-low frequency (ULF) waves and relativistic electrons over two solar cycles of observations: comparison with predictions of the classical hypotheses
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Pc5 ULF (ultra-low frequency) waves can energize electrons to relativistic energies of >2 MeV in geostationary orbits. Enhanced fluxes of such electrons can induce operational anomalies in geostationary satellites. The variations of the two quantities in timescales ranging from days to solar cycles are thus of interest in gauging their space weather effects over different time frames. In this study, we present a statistical analysis of two 11-year solar cycles (cycles 22 and 23) of data comprising the daily relativistic electron fluence observed by Geostationary Environment Satellites (GOESs) and daily Pc5 ULF wave power derived from auroral zone magnetic observatories in Canada. First, an autocorrelation analysis is carried out, which indicates a 27 d periodicity in both parameters for all solar phases, and such a periodicity is most pronounced in the declining and late declining phase. Also, a 9 and 13 d periodicity are seen in some years. Then, a superposed epoch analysis is performed to scrutinize semiannual variation (SAV), which shows that fluence near the equinoxes is 1 order of magnitude higher than near solstices, and Pc5 ULF wave power is 0.5 orders of magnitude higher near the equinoxes than near the solstices. We then evaluate three possible SAV mechanisms (which are based on the axial, equinoctial, and Russell and McPherron effect) to determine which one can best explain the observations. Correlation of the profiles of the observational curves with those of the angles that control each of the SAV mechanisms suggests that the equinoctial mechanism may be responsible for the SAV of electron fluence, while both the equinoctial and the Russell and McPherron mechanisms are important for the SAV of Pc5 ULF wave power. Comparable results are obtained when using functional dependencies of the main angles instead of the angles mentioned above. Lastly, superposed curves of fluence and Pc5 ULF wave power were used to calculate least-square fits with a fixed semiannual period. Comparison of the maxima and minima of the fits with those predicted by the three mechanisms shows that the equinoctial effect better estimates the maxima and minima of the SAV in fluence while for the SAV in Pc5 ULF wave power the equinoctial and Russell and McPherron mechanisms predict one maximum and one minimum each.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».