Collaborative Research: Supersubstorms--Their Driving and Responses in the Magnetosphere, Ionosphere, and Thermosphere

合作研究:超级亚暴——它们在磁层、电离层和热层中的驱动和响应

基本信息

  • 批准号:
    1907698
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.65万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-01 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Supersubstorms are events that release extreme amounts of energy in the Earth's magnetosphere. When these space weather storms occur, they drive unique responses throughout the outer layers of the atmosphere - including the magnetosphere, ionosphere, and thermosphere. This work will study the properties of the solar wind, magnetosphere, and ionosphere during supersubstorms and determine how they differ from weaker storms. Understanding supersubstorms is important in preparing for extreme space weather events, which can cause disruptions in high frequency communications and degradation and damage to satellite systems. This research will also support early career scientists and results will be incorporated into public outreach events and undergraduate classes at Boston University (BU) and University of California-Los Angeles (UCLA).The scientific goal of the project is to determine solar wind, magnetosphere and ionosphere conditions during supersubstorms, and their differences from typical substorms. Specifically: (1) What are solar wind driving conditions of supersubstorms and preconditions in magnetosphere-ionosphere-thermosphere (M-I-T) coupling? (2) What are M-I-T responses to supersubstorms? (3) What are similarities and differences in M-I-T responses during supersubstorms and during typical substorms and storms? Since extreme events are not common enough for a statistical study, this work is based on analyses of multiple events with favorable space-ground conjunctions. Solar wind observations (from ACE, WIND, ARTEMIS, Geotail and Cluster) will be used to characterize solar wind conditions. Magnetosphere observations (from THEMIS, Cluster, RBSP, GOES) will quantify nightside magnetospheric responses near midnight. Auroral imagers will specify location, size, timing and duration of events. Other ionosphere and thermosphere observations will be used to quantify strength of precipitation, currents and neutral winds. Those properties will be compared to typical substorms and storms.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
超级亚暴是在地球磁层中释放大量能量的事件。当这些太空天气风暴发生时,它们会在整个大气层外层(包括磁层、电离层和热层)产生独特的反应。这项工作将研究超级亚暴期间太阳风、磁层和电离层的特性,并确定它们与较弱的风暴有何不同。了解超级亚暴对于应对极端太空天气事件非常重要,这些事件可能导致高频通信中断以及卫星系统的退化和损坏。这项研究还将支持早​​期职业科学家,其研究成果将被纳入波士顿大学 (BU) 和加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的公共宣传活动和本科生课程中。该项目的科学目标是确定太阳风、磁层超级亚暴期间的电离层和电离层条件及其与典型亚暴的差异。具体来说:(1)超级亚暴的太阳风驱动条件和磁层-电离层-热层(M-I-T)耦合的前提条件是什么? (2) M-I-T 对超级亚暴的反应是什么? (3) 超级亚暴期间和典型亚暴和风暴期间M-I-T响应有何异同?由于极端事件对于统计研究来说还不够常见,因此这项工作基于对具有有利的空地结合的多个事件的分析。太阳风观测(来自 ACE、WIND、ARTEMIS、Geotail 和 Cluster)将用于表征太阳风条件。磁层观测(来自 THEMIS、Cluster、RBSP、GOES)将量化午夜附近的夜侧磁层响应。极光成像仪将指定事件的位置、大小、时间和持续时间。其他电离层和热层观测将用于量化降水、洋流和中性风的强度。这些特性将与典型的亚风暴和风暴进行比较。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(30)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Substorm onset and development: The crucial role of flow channels
亚暴的爆发和发展:水流通道的关键作用
Dynamics of Auroral Precipitation Boundaries Associated With STEVE and SAID
与 STEVE 和 SAID 相关的极光降水边界动态
Relative contributions of large-scale and wedgelet currents in the substorm current wedge
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  • DOI:
    10.1186/s40623-020-01234-x
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nishimura, Y.;Lyons, L. R.;Gabrielse, C.;Weygand, J. M.;Donovan, E. F.;Angelopoulos, V.
  • 通讯作者:
    Angelopoulos, V.
Identifying the Structure and Propagation of Dawnside Pc5 ULF Waves Using Space‐Ground Conjunctions
使用空间与地面连接识别 Dawnside PC5 ULF 波的结构和传播
  • DOI:
    10.1029/2022ja030473
  • 发表时间:
    2022-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    W. Zhang;Y. Nishimura;B. Wang;K. Hwang;M. Hartinger;E. Donovan;V. Angelopoulos;Delon Hampton
  • 通讯作者:
    Delon Hampton
Optical Signatures of the Outer Radiation Belt Boundary
外辐射带边界的光学特征
  • DOI:
    10.1029/2019gl083908
  • 发表时间:
    2019-08-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Nithin Sivadas;J. Semeter;Y. Nishimura;S. Mrak
  • 通讯作者:
    S. Mrak
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    Yukitoshi Nishimura;A. Shinbori;Takayuki Ono;M. Iizima;Atsushi Kumamoto
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