การศึกษาเชิงสถิติของคุณลักษณะการเกิดพายุปริมาณอิเล็กตรอนรวมในชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่มีผลต่อระบบจีพีเอส ณ สถานีภาคพื้นดินละติจูดต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก จังหวัดชุมพร

บทคัดย่อ

งานวิจัยงานวิจัยฉบับนี้นำเสนอพายุแม่เหล็กโลกลูกหนึ่งชื่อว่า พายุวันเซนต์แพทริก ที่เกิดขึ้นในวันที่ 17 - 18 มีนาคม 2015 และผลกระทบของพายุดังกล่าวที่มีต่อชั้นไอโอโนสเฟียร์บริเวณละติจูดต่ำและกลางในเซกเตอร์อเมริกาและยุโรป นอกจากนี้ยังได้ศึกษาเวลาประวิงในชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่เกิดขึ้นกับสัญญาณ GPS ในช่วงที่เกิดพายุวันเซนต์แพทริกและการเปลี่ยนแปลงความหนาอิเล็กตรอนบริเวณเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ผลจากการศึกษาพายุวันเซนต์แพทริกที่มีต่อชั้นไอโอโนสเฟียร์ พบว่า ในระหว่างเฟสหลักของพายุ การปรากฏตัวพร้อมกันของเฟสพายุไอโอโนสเฟียร์บวกและลบถูกสังเกตเห็นได้ในเซกเตอร์อเมริกัน ในขณะที่ ไม่มีการเกิดขึ้นพร้อมกันของเฟสทั้งสองในเซกเตอร์ยุโรป สำหรับเซกเตอร์อเมริกัน การปรากฏตัวพร้อมกันของเฟสพายุไอโอโนสเฟียร์บวกและลบถูกสังเกตเห็นได้ในซีกโลกเหนือ ในเซกเตอร์อเมริกัน ร่องความหนาแน่นที่ละติจูดกลางถูกสังเกตเห็นได้ – เพื่อที่จะเลื่อนสนามไฟฟ้าที่หันเหไปทางเส้นศูนย์สูตรให้ไปจนถึงละติจูด 40?N การเลื่อนที่หันเหไปทางเส้นศูนย์สูตรของร่องความหนาแน่นที่ละติจูดกลางนี้แสดงบทบาทที่สำคัญประการหนึ่งในพายุไอโอโนสเฟียร์เชิงลบที่ถูกสังเกตเห็นได้ในซีกโลกเหนือในช่วงเวลาที่เกิดเฟสหลักของพายุ ไม่มีเฟสพายุลบดังกล่าวที่ถูกสังเกตเห็นได้ในเซกเตอร์ยุโรปในระหว่างที่เกิดเฟสหลักของพายุ ข้อมูลและภาพของผลการศึกษา TEC storm ที่นำเสนอในงานวิจัยฉบับนี้นำมาจาก Maruyama et al. [22] ซึ่งพบว่าพายุแม่เหล็กโลกลูกหนึ่งที่เกิดขึ้นในวันที่ 5-8 พ.ย. 2001 ที่ประเทศญี่ปุ่นจัดว่าเป็น “TEC storm” (พายุปริมาณอิเล็กตรอนรวม) โดยพายุดังกล่าวเริ่มต้นก่อตัวที่เวลา 0151 UT ในวันที่ 6 พ.ย. ด้วยกระแสวงแหวน ASYM ที่เพิ่มขึ้นทันที (ASYM-H) ดัชนี Kp มีค่าสูงสุดเท่ากับ 9 ในช่วงระยะเวลา 7 ชั่วโมงก่อนที่จะเกิด SC ของพายุดังกล่าว โดย IMF Bz อยู่ไปทางทิศใต้ด้วยค่ากระแสวงแหวนที่เพิ่มขึ้นทีละน้อยจากตอน 19 UT ของวันที่ 5 พ.ย. ในการตอบสนองต่อเหตุการณ์นี้ ดัชนี Kp จะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 3 ไปยัง 5 โดย TEC เริ่มที่จะมีค่าเพิ่มขึ้นตอนพระอาทิตย์ขึ้น และมีค่าสูงสุดประมาณเที่ยงวันที่ภาคเหนือ (45?N) และราวๆ 1430 JST ทางภาคใต้ (27?N) ค่าพีคอันดับที่ 2 จะปรากฏที่เส้นละติจูดต่ำกว่า 30?N หลังจากที่พระอาทิตย์ตกดิน โดยพายุวันเซนต์แพทริกส่งผลทำให้เกิดค่าความคลาดเคลื่อนในระบุพิกัดตามแนวราบมีค่าสูงถึง 7 เมตร ซึ่งเป็นค่าคลาดเคลื่อนที่มีค่าสูงกว่าสภาวะปกติถึงเกือบ 2 เท่า ค่า TEC และค่าเวลาประวิงในชั้นไอโอโนสเฟียร์มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมากจากสภาวะที่ไม่มีพายุ นอกจากนี้ ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความหนาอิเล็กตรอนบริเวณเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ พบว่า การเปลี่ยนแปลงในแต่ละวันตามฤดูกาลของค่า NmF2, ค่า TEC และค่าความหนาอิเล็กตรอนในปี 2010 ที่ทั้ง 3 สถานี (จังหวัดชุมพร, จังหวัดเชียงใหม่ และเมืองโกโตตะบัง) จะสอดคล้องเป็นอย่างดีกับผลจากการวัดที่ปรากฏในบทความ [58], [60], and [61] ตามลำดับ ซึ่งถึงแม้ว่าปีที่ทำการศึกษาในงานนี้คือปี 2010 ซึ่งอยู่ในช่วงกิจกรรมสุริยะที่ต่ำของวัฏจักรสุริยะที่ 24 ก็ตาม แต่ผลที่วัดและคำนวณได้ในงานนี้เป็นตัวแทนที่สำคัญอย่างเป็นไปได้สำหรับการที่จะนำไปใช้ในการอธิบายการเปลี่ยนแปลงในแต่ละวันเหนือเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็กในปีอื่นๆ ก็ได้

คำสำคัญ