전리층 전기전도도의 추정과 관련된 불확실성

Abstract

Sondrestrom 비간섭 산란 레이더로부터 구한 전자밀도분포를 이용하여, 전리층의 전기전도도를 추정할때 야기되는 불확실성들을 검토하였다. 첫째, 실제로 관측된 전자밀도와 전자와 양이온의 온도차이 및 Debye length효과를 보정한 전자밀도를 사용했을 경우에 야기되는 전리층 전기전도도의 차이점을 비교하였다. 보정한 전자밀도로부터 추정된 전기전도도는 실측 전자밀도를 사용했을 때 보다 큰 값을 나타내었다. 둘째, 전기전도도 추정에 이용되는 전자-중성대기 및 양이 온-중성대기의 충돌빈도모델에 따른 차이점도 비교해 보았다. 약 110km 이하의 고도에서는 전기전도도가 충돌빈도모델에 크게 의존하지 않았지만, 약 110km 이상의 고도에서는 이용된 모델에 따라 전기전도도의 값이 달랐다. 셋째, 전자 및 양이온의 부정확한 온도측정이 전기전도도의 추정에 미치는 영향을 알아보았다. 전자 및 양이온의 온도측정에 약 10% 이내의 오차가 포함된 경우가 전기전도도의 계산에는 큰 영향을 미치지 않았다. 마지막으로, 고도 적분된 전기전도도의 추정시 적용되는 적분 구간에 대해서도 검토해 본 결과, Hall 및 Pedersen 전기전도도의 값이 각각 하부 및 상부 적분 고도의 선택에 매우 민감하다는 것이 밝혀졌다. Various uncertainties involved in ionospheric conductivity estimation utilizing the electron density profile obtained from the Sondrestrom incoherent scatter radar are examined. First, we compare the conductivity which is based on raw electron density and the one based on corrected electron density that takes into account the effects of the difference between the electron and ion temperatures and the Debye length. The corrected electron density yields higher Pedersen and Hall conductivities than the raw electron density does. Second, the dependence of collision frequency model on the conductivity estimation is examined. Below 110 km conductivity does not depend significantly on collision frequency models. Above 110 km, however, the collision models affect the conductivity estimation. Third, the influence of the electron and ion temperatures on the conductivity estimation is examined. Electron and ion temperatures carrying an error of about 10% do not seem to affect significantly the conductivity estimation. Fourth, also examined is the effect of the choice of the altitude range of integration in calculating the height-integrated conductivity, conductance. It has been demonstrated that the lower and upper boundaries of the integration are quite sensitive to the estimation of the Hall and Pedersen conductances, respectively.