What is the neutral wind in height-integrated ionospheric electrodynamics?
Notice bibliographique
Résumé
In many studies of the electrodynamics of the coupled ionosphere-thermosphere (IT) system at high latitudes, the ionosphere is represented as a two-dimensional spherical shell and the height-integrated ionospheric Ohm's law is used to understand IT electrodynamic coupling. Thermospheric winds play a central role in IT electrodynamics, but they are generally ignored in existing empirical models and assimilative methods. While the primary issue is a lack of comprehensive wind measurements, there is also a gap in the literature on how to represent the thermospheric winds – which often exhibit strong variations with altitude – in a height-integrated description of high-latitude IT electrodynamics, and what the associated sources of error might be. Here we highlight that there is in general no single suitable definition of the neutral wind term in high-latitude, height-integrated IT electrodynamics. Instead, two neutral wind terms weighted by Hall and Pedersen conductivities appear in the height-integrated Ohm's law. Using altitude profiles of neutral winds and ionospheric conductivities respectively derived from sounding rocket chemical release experiments near Poker Flat, Alaska, and Poker Flat Incoherent Scatter Radar (PFISR) measurements, we find magnitude differences of order 10–100 m s −1 between the two neutral wind terms. The difference in magnitude increases with increasing geomagnetic activity. We show that a commonly used expression for Joule heating in terms of height-integrated quantities is a lower bound of the actual height-integrated Joule heating. We demonstrate how during geomagnetically quiet periods both the magnitude and direction of the neutral wind may influence total Joule heating, while during active periods the neutral wind influences total Joule heating primarily via its orientation relative to the plasma convection. We also find that measurements of the thermospheric wind at altitudes of ∼100–120 km are a more accurate estimate of the thermospheric wind terms in expressions of height-integrated, high-latitude electrodynamics than simply assuming the neutral winds are zero in Earth's corotating frame of reference. This points to the possible utility of, for example, Fabry–Perot interferometers that measure 557.7-nm (green-line) emissions around this altitude range.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».