KR101021530B1 - Geomagnetic Storm Forecasting System and Method Using Corona Material Release - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 코로나물질방출 현상을 이용한 지자기폭풍 예보 시스템은, 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램과 데이터베이스(DB)를 가지며, 상기 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램을 이용하여 각 코로나물질방출 현상의 코로나물질방출 인자를 수집하고, 수집된 코로나물질방출 인자에 대하여 시스템 운용자에 의해 측정, 판단 및 리스트화되어 입력된 데이터를 상기 DB에 저장하는 서버; 상기 DB에 저장된 코로나물질방출 인자와 관련된 데이터를 바탕으로 코로나물질방출에 따른 충격파가 지구에 도달할 예상시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산하는 지자기폭풍 예보 유니트; 및 현재의 우주환경을 디스플레이하고, 상기 지자기폭풍 예보 유니트에 의해 계산된 결과를 바탕으로 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력하는 모니터링 장치를 포함한다.The geomagnetic storm forecasting system using the corona substance emission phenomenon according to the present invention has a corona substance emission factor automatic detection program and a database (DB), and the corona substance of each corona substance emission phenomenon using the corona substance emission factor automatic detection program. A server which collects the release factors and stores the inputted data in the DB measured, determined and listed by the system operator with respect to the collected corona substance release factors; A geomagnetic storm forecasting unit that calculates an expected time at which a shock wave according to the corona discharge is reached to the earth, an intensity of an expected geomagnetic storm, and an occurrence probability based on data related to a corona substance emission factor stored in the DB; And a monitoring device for displaying the current space environment and outputting the forecast and alarm of the geomagnetic storm based on the result calculated by the geomagnetic storm forecast unit.
이와 같은 본 발명에 의하면, 여러 위성과 관측소에서 관측한 자료를 토대로 코로나물질방출 데이터 베이스를 구축하고, 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도 및 확률을 예보함으로써 지자기폭풍에 따른 피해에 미리 대처할 수 있다.According to the present invention, the damage caused by geomagnetic storms by constructing a corona material emission database based on the data observed from various satellites and stations, and by predicting the occurrence time, intensity and probability of geomagnetic storms using a geomagnetic storm forecast model You can cope in advance.
코로나물질방출, 지자기, 폭풍, 플레어, 예보 Corona Release, Geomagnetic, Storm, Flare, Forecast
Description
본 발명은 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 여러 위성과 관측소에서 관측한 자료를 토대로 코로나물질방출 데이터 베이스를 구축하고, 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도 및 확률을 예보함으로써 지자기폭풍에 따른 피해에 미리 대처하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a geomagnetic storm forecasting system and a method using a corona discharge, and in particular, to construct a corona discharge database based on data from various satellites and stations, and to use the geomagnetic storm forecasting model. The present invention relates to a geomagnetic storm forecasting system and method using a corona discharge that predicts occurrence time, intensity, and probability to take appropriate measures by coping with damage caused by geomagnetic storms in advance.
우주환경은 자기권, 이온권, 열권 등의 지구 주변뿐만 아니라, 태양 및 태양과 지구 사이의 공간의 상태로 우주환경 교란이 발생할 경우, 우주에서 또는 지상에서 운용되는 과학기술 시스템뿐만 아니라 인간의 건강에도 크게 영향을 받을 수 있다. 우주환경과 관련된 현상으로는 지자기 폭풍과 부폭풍(substorm), 프로톤 현상(태양입자활동), 전파 두절 등 다양한 물리적 현상이 있다. 이 중에서 지자기 폭풍은 대기밀도를 변화시켜 저궤도 위성의 성능을 급격히 떨어뜨리거나 우주선의 센 서나 전자부품들에 고장을 유발하기도 한다. 또한 고위도로 운항하는 항공기에 탑승한 승객은 고에너지 방사선에 노출되기도 한다. 이러한 지자기 폭풍은 주로 태양의 급격한 폭발 현상인 코로나 물질 방출이 지구에 도달하여 자기권을 압축하여 발생한다. 자기를 띤 플라즈마 거품인 코로나 물질 방출은 특히 방출각도가 커서 태양을 둘러싸고 있는 형태로 보이는 헤일로(halo) 코로나물질 방출일 때, 지구에 정면으로 도달하기 때문에 지자기와 상호작용하여 지자기 폭풍을 일으킬 가능성이 크다. 코로나물질 방출은 발생 후 1∼3일 이내에 지구에 도달하기 때문에 수 분에서 수 시간 이내에 지구에 도달하는 다량의 X-선이나 고에너지 입자로 인한 우주환경 변화현상에 비해 예보 및 경보와 그에 따른 대비가 가능하다.The space environment is not only around the earth, such as the magnetosphere, the ion sphere, and the thermosphere, but also the human health as well as the science and technology system operated in space or on the ground when the disturbance of space environment occurs due to the sun and the state of space between the sun and the earth. It can be greatly affected. Phenomenon-related phenomena include a variety of physical phenomena, such as geomagnetic storms, substorms, proton phenomena, and radio waves. Among these, geomagnetic storms can change atmospheric density, which can drastically reduce the performance of low-orbiting satellites or cause failures in spacecraft sensors or electronic components. Passengers aboard high-flying aircraft are also exposed to high energy radiation. These geomagnetic storms are mainly caused by the release of corona, a sudden explosion of the sun, reaching the Earth and compressing the magnetosphere. The release of corona, a magnetized plasma bubble, is likely to interact with geomagnetism and cause geomagnetic storms because it reaches the Earth in front of it, especially when halo corona release, which appears to be in the form of a sun encircling the sun. Big. Corona releases reach Earth within 1 to 3 days of its occurrence, so forecasts and alerts and their preparations are comparable to changes in space caused by large amounts of X-rays or high-energy particles that reach Earth within minutes to hours. Is possible.
그러나, 코로나물질 방출이 모두 우주환경 변화를 일으키는 것은 아니며, 약 40% 정도의 헤일로 코로나물질 방출만이 지자기폭풍과 관련이 있다. 때문에 코로나물질 방출의 어떤 성질이 지자기폭풍을 일으키는 요인이 되는지에 대한 연구는 코로나물질 방출현상을 이용한 지자기폭풍 예보에 있어서 가장 중요하다고 할 수 있다. 코로나물질 방출이 발생한 태양표면 활동영역의 위치와 자기장 방향, 방출되어 나가는 속도, 그리고 방출 방향을 표현하는 방향 인자(direction parameter) 등이 지자기폭풍에 영향을 주는 인수들로서 연구되고 있다. 그러나, 현재 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 실시간의 우주환경 정보를 제공하는 곳은 많이 있지만, 코로나물질 방출현상을 이용하여 실시간으로 1∼3일 이내의 지자기폭풍을 예보하는 곳은 없다. 즉, 실생활에서 이용될 수 있는 지자기폭풍 예보는 없는 실정이다. However, not all corona releases cause changes in space, and only about 40% of halo corona releases are related to geomagnetic storms. Therefore, the study of which nature of corona release can be the cause of geomagnetic storm is the most important in forecasting geomagnetic storm using corona release. The position and magnetic field direction of the solar surface active region where corona release occurred, the velocity of emission, and the direction parameter expressing the emission direction are studied as factors influencing the geomagnetic storm. However, there are many places that provide real-time space environment information not only in Korea but also in the world, but there are no places that forecast geomagnetic storms within 1 to 3 days in real time by using the corona material emission phenomenon. That is, there is no geomagnetic storm forecast that can be used in real life.
본 발명은 상기와 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 여러 위성과 관측소에서 관측한 자료를 토대로 코로나물질방출 데이터 베이스를 구축하고, 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도 및 확률을 예보함으로써 지자기폭풍에 따른 피해에 미리 대처하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in view of the above-mentioned matters, and a corona substance emission database was constructed based on data observed from various satellites and stations, and the occurrence time, intensity, and probability of geomagnetic storms were calculated using a geomagnetic storm prediction model. The purpose of the present invention is to provide a geomagnetic storm forecasting system and a method using a corona discharge that enables the user to take appropriate measures by coping with the damage caused by the geomagnetic storm in advance.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 코로나물질방출 현상을 이용한 지자기폭풍 예보 시스템은,In order to achieve the above object, the geomagnetic storm forecasting system using the corona substance emission phenomenon according to the present invention,
운용 프로그램의 하나로서 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램과 데이터의 저장을 위한 데이터베이스(DB)를 가지며, 인공위성 및 관측소를 통해 관측된 코로나물질방출 현상에 대해 인터넷에 공개된 정보를 바탕으로 상기 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램을 이용하여 각 코로나물질방출 현상의 코로나물질방출 인자를 수집하고, 수집된 코로나물질방출 인자에 대하여 시스템 운용자에 의해 측정, 판단 및 리스트화되어 입력된 데이터를 상기 DB에 저장하는 서버;As an operation program, it has a corona substance emission factor automatic detection program and a database (DB) for storing data, and the corona substance release based on the information published on the Internet about the phenomenon of corona substance observed through satellites and stations. A server that collects the corona substance release factor of each corona substance release phenomenon by using the automatic factor detection program, and stores the inputted data in the DB measured, judged and listed by the system operator for the collected corona substance release factor. ;
상기 DB에 저장된 코로나물질방출 인자와 관련된 데이터를 바탕으로 코로나물질방출에 따른 충격파가 지구에 도달할 예상시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산하는 지자기폭풍 예보 유니트; 및A geomagnetic storm forecasting unit that calculates an expected time at which a shock wave according to the corona discharge is reached to the earth, an intensity of an expected geomagnetic storm, and an occurrence probability based on data related to a corona substance emission factor stored in the DB; And
현재의 우주환경을 디스플레이하고, 상기 지자기폭풍 예보 유니트에 의해 계 산된 결과를 바탕으로 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력하는 모니터링 장치를 포함하는 점에 그 특징이 있다.It is characterized by including a monitoring device which displays the current space environment, and outputs the forecast and alarm of the geomagnetic storm based on the results calculated by the geomagnetic storm forecast unit.
여기서, 상기 지자기폭풍 예보 유니트는 미리 설정된 충격파 도달 모델을 이용하여 지자기폭풍 발생 시각을 예측하고, 미리 설정된 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 강도 및 확률을 예측할 수 있다.Here, the geomagnetic storm prediction unit may predict the geomagnetic storm generation time using a preset shock wave arrival model, and predict the strength and probability of the geomagnetic storm using the preset geomagnetic storm prediction model.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법은,In addition, the geomagnetic storm forecasting method using the corona material release phenomenon according to the present invention to achieve the above object,
코로나물질방출 자동검출 프로그램과 데이터베이스(DB)를 가지며, 코로나물질방출 현상과 관련된 데이터를 수집 및 저장하는 서버와; 상기 코로나물질방출 현상에 따른 예상 지자기폭풍 강도 및 발생확률을 계산하는 지자기폭풍 예보 유니트와; 현재의 우주환경 및 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력하는 모니터링 장치를 포함하는 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 시스템에 의한 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법으로서,A server having a corona substance emission automatic detection program and database (DB), for collecting and storing data related to corona substance release phenomenon; A geomagnetic storm forecasting unit for calculating an expected geomagnetic storm intensity and a probability of occurrence according to the corona substance release phenomenon; A method of forecasting a geomagnetic storm using a corona release by a geomagnetic storm forecasting system using a corona release, including a monitoring device that outputs a forecast and alert of current space environment and geomagnetic storms,
a) 인공위성 및 관측소를 통해 관측된 코로나물질방출 현상에 대해 인터넷에 공개된 정보를 바탕으로 상기 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램을 이용하여 각 코로나물질방출 현상의 코로나물질방출 인자를 수집하고, 수집된 코로나물질방출 인자에 기초하여 지구영향인자를 결정하는 단계; a) Collecting corona substance emission factors of each corona substance emission phenomenon using the automatic corona substance emission factor detection program based on the information published on the Internet about the corona substance emission phenomenon observed through satellites and stations. Determining a global influence factor based on corona release factors;
b) 상기 결정된 지구영향인자를 바탕으로 상기 지자기폭풍 예보 유니트에 의해 코로나물질방출에 따른 충격파가 지구에 도달할 시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산하는 단계; 및b) calculating, by the geomagnetic storm forecasting unit, the time at which the shock wave due to the release of corona material reaches the earth, the expected intensity of the geomagnetic storm, and the probability of occurrence based on the determined earth influence factor; And
c) 상기 지자기폭풍 예보 유니트에 의해 계산된 결과를 바탕으로 상기 모니터링 장치에 의해 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.and c) outputting forecasts and alarms of geomagnetic storms by said monitoring device based on the results calculated by said geomagnetic storm forecasting unit.
여기서, 상기 단계 b)에서 상기 충격파가 지구에 도달할 시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산함에 있어서, 경험적인 공식을 이용하여 정량적으로 계산한다.Here, in calculating the time when the shock wave will reach the earth, the intensity of the expected geomagnetic storm and the probability of occurrence in step b), it is calculated quantitatively using an empirical formula.
또한, 바람직하게는 상기 단계 c)에서 태양의 폭발현상, 우주공간과 지구자기장의 상태와 같은 현재의 우주환경을 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.In addition, the step c) preferably further comprises the step of displaying the current space environment, such as the sun explosion phenomenon, the state of outer space and the Earth's magnetic field.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 여러 위성과 관측소에서 관측한 자료를 토대로 코로나물질방출 데이터 베이스를 구축하고, 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도 및 확률을 예보함으로써 지자기폭풍에 따른 피해에 미리 대처할 수 있다.According to the present invention as described above, by building a corona material emission database based on the data observed from various satellites and observatories, by using the geomagnetic storm prediction model to predict the occurrence time, intensity and probability of geomagnetic storms according to the geomagnetic storm Can cope with the damage in advance.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 코로나물질방출 현상을 이용한 지자기폭풍 예보 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a geomagnetic storm forecasting system using a corona material emission phenomenon according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 코로나물질방출 현상을 이용한 지자기폭풍 예보 시스템은 서버(110), 지자기폭풍 예보 유니트(120) 및 모니터링 장치(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a geomagnetic storm prediction system using a corona substance emission phenomenon according to the present invention includes a
상기 서버(110)는 운용 프로그램의 하나로서 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램(112)과 데이터의 저장을 위한 데이터베이스(DB)(114)를 가지며, 인공위성 및 관측소를 통해 관측된 코로나물질방출 현상에 대해 인터넷에 공개된 정보를 바탕으로 상기 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램(112)을 이용하여 각 코로나물질방출 현상의 코로나물질방출 인자를 수집하고, 수집된 코로나물질방출 인자에 대하여 시스템 운용자에 의해 측정, 판단 및 리스트화되어 입력된 데이터를 상기 DB(114)에 저장한다.The
상기 지자기폭풍 예보 유니트(120)는 상기 DB(114)에 저장된 코로나물질방출 인자와 관련된 데이터를 바탕으로 코로나물질방출에 따른 충격파가 지구에 도달할 시각 예측, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산한다. 여기서, 이와 같은 지자기폭풍 예보 유니트(120)는 미리 설정된 충격파 도달 모델을 이용하여 지자기폭풍 발생 시각을 예측하고, 또한 미리 설정된 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 강도 및 확률을 예측할 수 있다. 또한, 이와 같은 지자기폭풍 예보 유니트(120)는 경우에 따라서는 상기 서버(110)와 하나의 장치로 통합하여 구성될 수도 있다. 즉, 상기 서버(110)에 지자기폭풍 예보 유니트(120)가 갖는 기능을 모두 부여함으로써 서버(110)가 서버의 원래 기능 및 지자기폭풍 예보 유니트(120)가 가졌던 기능을 모두 발휘하도록 구성되는 것이다. The geomagnetic
상기 모니터링 장치(130)는 현재의 우주환경을 디스플레이하고, 상기 지자기폭풍 예보 유니트(120)에 의해 계산된 결과를 바탕으로 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력한다. 즉, 모니터링 장치(130)는 태양 플레어(flare) 발생 여부를 확인할 수 있는 X-선 강도, 코로나물질방출 발생상황, 인공위성이 관측한 현재의 태양-지구 공간의 상태, 현재의 지구자기장의 상태, 예보된 지자기 지수 등을 모니터 화면에 디스플레이한다. The
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 지자기 폭풍 예보 시스템에 의한 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.Then, the geomagnetic storm forecasting method using the corona material release phenomenon by the geomagnetic storm forecasting system according to the present invention having the above configuration will be described.
도 2는 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of executing a geomagnetic storm forecasting method using a corona discharge according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 따라, 먼저 인공위성 및 관측소를 통해 관측된 코로나물질방출 현상에 대해 인터넷에 공개된 정보를 바탕으로 상기 코로나물질방출 인자 자동검출 프로그램(112)을 이용하여 각 코로나물질방출 현상의 코로나물질방출 인자를 수집하고(단계 S210), 그 수집된 코로나물질방출 인자에 기초하여 지구영향인자를 결정한다(단계 S220). 여기서, 이와 같은 지구영향인자의 결정에 대해서는 뒤에서 다시 설명된다. Referring to Figure 2, according to the geomagnetic storm prediction method using the corona material emission phenomenon according to the present invention, the corona substance emission factor based on the information published on the Internet about the corona substance emission phenomenon observed through satellites and stations first The corona substance release factor of each corona substance release phenomenon is collected using the automatic detection program 112 (step S210), and the global influence factor is determined based on the collected corona substance release factor (step S220). Here, the determination of such a global influence factor will be described later.
이후, 상기 결정된 지구영향인자를 바탕으로 상기 지자기폭풍 예보 유니트 (120)에 의해 코로나물질방출에 따른 충격파가 지구에 도달할 시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산한다(단계 S230). Subsequently, the geomagnetic
그런 다음, 상기 지자기폭풍 예보 유니트(120)에 의해 계산된 결과를 바탕으로 상기 모니터링 장치(130)에 의해 지자기폭풍의 예보 및 경보를 출력한다(단계 S240).Then, on the basis of the result calculated by the geomagnetic
여기서, 상기 단계 S230에서 상기 충격파가 지구에 도달할 시각, 예상되는 지자기폭풍의 강도 및 발생확률을 계산함에 있어서, 경험적인 공식을 이용하여 정량적으로 계산한다.Here, in calculating the time when the shock wave reaches the earth, the intensity of the expected geomagnetic storm and the probability of occurrence in step S230, it is calculated quantitatively using an empirical formula.
또한, 상기 단계 S240에서 상기 지자기폭풍 예보 유니트(120)에 의해 계산된 결과를 바탕으로 한 지자기폭풍의 예보 및 경보의 출력뿐만 아니라, 태양의 폭발현상, 우주공간과 지구자기장의 상태와 같은 현재의 우주환경을 더 디스플레이한다.In addition, in addition to the output of the forecast and the alarm of the geomagnetic storm based on the result calculated by the geomagnetic
한편, 도 3 내지 도 7은 코로나물질방출과 관련하여 지구영향인자의 결정, 지자기폭풍 예보 모델, 모니터링 장치에서의 우주환경 모니터링 등을 보여주는 도면들이다. 이들 도면을 참조하면서 위의 내용들에 대하여 각각 설명해 보기로 한다.On the other hand, Figures 3 to 7 are views showing the determination of the global influence factors, geomagnetic storm forecast model, monitoring the space environment in the monitoring device with respect to the release of corona material. The above contents will be described with reference to these drawings.
<코로나물질방출의 주요 지구영향인자의 결정>Determinants of Major Global Impact Factors in Corona Release
본 발명에 따른 지자기폭풍 예보 시스템에 의한 예보는 지자기폭풍 예보기간을 선택함으로써 시작되며, 가장 최근의 자료를 이용하는 경우 실시간 지자기폭풍예보가 된다. 선택된 기간에 대하여 CACTus(Computer Aided CME Tracking) 소프트웨어를 사용하여 자동으로 코로나물질방출의 발생을 감지하며 코로나물질방출의 발생시각, 방출각도(DA), 방출속도(Speed) 등의 정보를 다음의 도 3과 같이 리스트로 만든다.The forecast by the geomagnetic storm forecast system according to the present invention starts by selecting the geomagnetic storm forecast period, and in the case of using the latest data, it becomes a real-time geomagnetic storm forecast. For the selected period, CACTus (Computer Aided CME Tracking) software is used to automatically detect the occurrence of corona release and provide information such as the time of occurrence, release angle (DA) and release speed (Speed) of corona release. Make a list as shown in 3.
방출각도가 작은 현상은 규모가 작거나 지구로 향하고 있지 않음을 의미하므로 감지된 모든 코로나물질방출 중에서 일정 범위 이상(예컨대, 120°이상)의 방출 각도를 갖는 것만을 선택하여 지자기폭풍 예보에 사용한다. 코로나물질방출 리스트에서 대상 코로나물질방출을 클릭하면 팝업 창을 통해 인터넷을 통해 수집된 자료가 도 4와 같이 디스플레이 된다.The small emission angle means that it is small or not directed to the earth, so select only those with a certain range of emission angles (eg, 120 ° or more) out of all detected corona substance releases and use them for geomagnetic storm forecasting. . When the target corona substance release is clicked in the corona substance release list, the data collected through the Internet is displayed as shown in FIG. 4 through a pop-up window.
이 자료들은 인공위성이 관측한 태양면 극자외선 영상과 두 개의 코로나 영역 백색광 영상, 진동학을 이용하여 그려진 태양 뒷면의 활동영역 지도, 태양면의 활동영역 지도, 태양면의 자기장지도 등으로 지자기폭풍 예보 모델을 실행하는데 필요한 지구영향인자들을 구하는데 이용된다.These data are the geomagnetic storm forecast model using the solar surface extreme ultraviolet image observed by the satellite, two corona region white light images, the active region map on the back of the sun drawn using vibrations, the active region map on the solar surface, and the magnetic field map on the solar surface. It is used to find the global impact factors needed to implement this model.
위의 자료들을 이용하여 제일 먼저 코로나물질방출의 발생면이 지구방향인지, 지구 반대방향인지를 확인하고 태양뒷면에서 발생한 현상일 경우, 예보는 종료된다.Using the above data, the first step is to determine whether the surface of corona discharge is in the direction of earth or the opposite direction.
또한, 태양의 앞면에서 코로나질량방출이 발생한 경우, 발생영역의 위치, 자기장방향을 결정하고, 코로나물질방출의 형태로부터 진행방향을 구하여 도 5에서와 같이, 지자기폭풍 예보 모델에 입력한다.In addition, when the corona mass emission occurs in the front of the sun, the position of the generation region and the magnetic field direction are determined, and the traveling direction is determined from the form of the corona substance release and inputted into the geomagnetic storm prediction model as shown in FIG.
<지자기폭풍 예보 모델> Geomagnetic Storm Forecast Model
지자기폭풍 예보모델은 앞에서 구해진 지구영향인자들을 입력값으로 하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도, 발생확률의 세가지 결과를 예보하는 모델이다. The geomagnetic storm forecast model is a model that predicts three outcomes of the occurrence time, intensity, and probability of occurrence of geomagnetic storms using the above-mentioned global impact factors.
지자기폭풍의 발생시각은 코로나물질방출의 초기 방출속도를 이용하여 태양지구간 공간을 진행해 오는데 필요한 시간을 계산함으로써 예보할 수 있다. The time of occurrence of geomagnetic storms can be estimated by calculating the time required to advance the solar interspace using the initial release rate of corona release.
지자기폭풍의 강도와 발생확률은 코로나물질방출의 발생위치, 자기장방향, 방출속도와 방출방향의 값에 따라 경험적으로 계산된 식에 의해 계산된다.The intensity and probability of occurrence of geomagnetic storms are calculated by empirically calculated equations based on the location of corona release, magnetic field direction, release rate and release direction.
그리고, 그 결과를 모니터링 장치에서 디스플레이하며, 예상되는 지자기변동의 강도가 기준 이상이 되면 지자기폭풍이 언제, 얼마나 강하게, 얼마의 확률로 일어날 것인지 도 6의 리스트로 나타낸 것과 같이 예보한다. And, the result is displayed on the monitoring device, and when the intensity of the expected geomagnetic fluctuations exceeds the standard, it predicts when, how strong, and how likely the geomagnetic storm will occur as shown in the list of FIG.
도 6의 예보 리스트는 지자기폭풍이 2003.11.20 12시에 85(nT)의 강도로 발생할 것임을 예보하는 것을 보여주고 있다.The forecast list in FIG. 6 shows that geomagnetic storms will occur at an intensity of 85 (nT) at 12 November 2003.
<우주환경 모니터링> Space Environment Monitoring
태양의 활동과 태양-지구간 공간, 그리고 지구의 자기장의 상태를 도 7에서와 같이, 함께 디스플레이함으로써 태양활동에 의한 지자기변동의 인과관계를 쉽게 추론하고 앞으로의 지자기변동을 예상할 수 있도록 한다.By displaying the solar activity, solar-interspace space, and the state of the earth's magnetic field together, as shown in FIG. 7, it is possible to easily infer the causal relationship between geomagnetic variability caused by solar activity and predict the future geomagnetic variability.
태양에서 발생하는 대규모의 폭발현상은 플레어와 코로나물질방출인데 그 중 플레어를 감시하기 위하여 X-선 강도를 디스플레이 한다(도 7의 그래프에서 첫 번째 패널). Large-scale explosions occurring in the sun are flare and corona release, of which X-ray intensity is displayed to monitor flares (first panel in the graph of FIG. 7).
그리고, 코로나물질방출은 일시적인 폭발현상이기 때문에 발생시각에 방출속도와 분출각도에 대한 정보를 포함하여 디스플레이 하는 적절한 방법을 본 발명에서는 채용하고 있다(도 7의 그래프에서 두 번째 패널).In addition, since the release of corona material is a temporary explosion phenomenon, the present invention employs an appropriate method of displaying the emission speed and the ejection angle at the time of occurrence (second panel in the graph of FIG. 7).
또한, 태양 활동의 전파를 확인하기 위하여 태양-지구간 공간의 행성간 자기장 성분과 태양풍의 속도와 밀도를 디스플레이 한다(도 7의 그래프에서 3, 4, 5번째 패널). In addition, the interplanetary magnetic field component of solar-interspace space and the velocity and density of solar wind are displayed to confirm the propagation of solar activity (3rd, 4th and 5th panels in the graph of FIG. 7).
그리고, 지구자기장의 변동을 확인하기 위하여 지자기지수(Dst index)를 디스플레이 한다(도 7의 그래프에서 마지막 패널).And, in order to check the fluctuation of the earth magnetic field, the geomagnetic index (Dst index) is displayed (the last panel in the graph of FIG. 7).
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 시스템 및 그 방법은 여러 위성과 관측소에서 관측한 자료를 토대로 코로나물질방출 데이터 베이스를 구축하고, 지자기폭풍 예보 모델을 이용하여 지자기폭풍의 발생시각, 강도 및 확률을 예보함으로써 지자기폭풍에 따른 피해에 미리 대처할 수 있다.As described above, the geomagnetic storm forecasting system and the method using the corona material emission phenomenon according to the present invention build a corona substance emission database based on the data observed from various satellites and stations, geomagnetic storm using a geomagnetic storm prediction model By predicting the timing, intensity, and probability of storms, you can respond to geomagnetic storms in advance.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 코로나물질방출 현상을 이용한 지자기폭풍 예보 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a geomagnetic storm forecasting system using a corona substance emission phenomenon according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.Figure 2 is a flow chart showing the execution process of the geomagnetic storm forecasting method using the corona material release phenomenon according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 있어서, 지구영향인자의 결정과 관련된 정보의 리스트를 보여주는 도면.3 is a view showing a list of information related to the determination of the earth influence factor in the geomagnetic storm forecasting method using the corona material emission phenomenon according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 있어서, 인터넷을 통해 수집된 자료를 모니터링 장치를 통해 디스플레이하는 것을 보여주는 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a method of predicting a geomagnetic storm using a corona material release phenomenon according to the present invention, displaying data collected through the Internet through a monitoring device; FIG.
도 5는 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 있어서, 코로나물질방출의 진행방향을 구하여 지자기폭풍 예보 모델에 입력하는 것을 보여주는 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a method for predicting a geomagnetic storm using a corona material emission phenomenon according to the present invention and obtaining the progress direction of the corona material emission into a geomagnetic storm prediction model; FIG.
도 6은 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 채용되는 지자기폭풍 예보 리스트의 일 예를 보여주는 도면. 6 is a view showing an example of a geomagnetic storm forecast list employed in the geomagnetic storm forecasting method using the corona material emission phenomenon according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 코로나 물질 방출현상을 이용한 지자기 폭풍 예보 방법에 있어서, 지자기폭풍 예보 결과 및 태양-지구간 공간, 지구자기장 상태 등 우주환경을 함께 모니터링 장치를 통해 디스플레이하는 것을 보여주는 도면.FIG. 7 is a view illustrating a geomagnetic storm forecasting method using a corona material emission phenomenon according to the present invention, displaying a geomagnetic storm forecast result and a space environment such as a solar-earth space and an earth magnetic field state through a monitoring device; FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...서버 112...코로나물질방출 자동검출 프로그램110.Server 112.Automatic detection of corona discharge
114...데이터베이스(DB) 120...지자기폭풍 예보 유니트114 ...
130...모니터링 장치130 ... monitoring device
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