Exploração de um Índice Composto para Descrever a Atividade Magnetosférica: Redução do Vetor de Estado Magnetosférico a um Escalar Único

Resumo A atividade geomagnética é geralmente avaliada por um único índice geomagnético dependente do tempo. Uma desvantagem é que um índice geomagnético individual mede apenas um aspecto da atividade na magnetosfera da Terra. Aqui, construímos um vetor de estado magnetosférico dependente do tempo E de 11 elementos para a Terra, que consiste em medidas de correntes de alta latitude, corrente da região polar, convecção magnetosférica, pressão de plasma, taxas de precipitação de íons e elétrons, intensidade de elétrons injetados em subtempestades e o tempo decorrido desde o início da última subtempestade. Ao mesmo tempo, construímos um vetor de estado da corrente solar dependente do tempo S de oito elementos a partir das propriedades medidas do vento solar na Terra. Nesta imagem S → E, um "índice de atividade magnetosférica" E (1) dependente do tempo é criado a partir de uma soma ponderada das 11 variáveis no vetor de estado magnetosférico, com os pesos escolhidos pelas propriedades de correlação do vetor entre o vetor de estado magnetosférico E e o vetor de estado do vento solar S. As propriedades e vantagens deste índice E (1) são examinadas para os anos de 1991 a 2007. Comparando os ajustes feitos em diferentes subconjuntos dos dados demonstra a robustez da definição de E (1); testes utilizando dados fora da amostra demonstram a precisão das previsões do vento solar para E (1). As vantagens do índice composto E (1) incluem uma associação mais direta com o vento solar, linearidade, alta previsibilidade e versatilidade em relação a (a) intervalos de tempestade versus intervalos calmos, (b) máximo solar versus mínimo solar, e (c) os vários tipos de plasma do vento solar. A definição de tempestades magnetosféricas com o índice composto E (1) é explorada, e a categorização de tempestades magnetosféricas usando o vetor de estado magnetosférico E é considerada.