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Role of eddy diffusion in the delayed ionospheric response to solar flux changes

Vaishnav, Rajesh und Jacobi, Christoph und Berdermann, Jens und Codrescu, Mihail und Schmölter, Erik (2021) Role of eddy diffusion in the delayed ionospheric response to solar flux changes. Annales Geophysicae, 39 (4), Seiten 641-655. Copernicus Publications. doi: 10.5194/angeo-39-641-2021. ISSN 0992-7689.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://angeo.copernicus.org/articles/39/641/2021/angeo-39-641-2021.html

Kurzfassung

Simulations of the ionospheric response to solar flux changes driven by the 27 d solar rotation have been performed using the global 3-D Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere electrodynamics (CTIPe) physics-based numerical model. Using the F10.7 index as a proxy for solar extreme ultraviolet (EUV) variations in the model, the ionospheric delay at the solar rotation period is well reproduced and amounts to about 1 d, which is consistent with satellite and in situ measurements. From mechanistic CTIPe studies with reduced and increased eddy diffusion, we conclude that the eddy diffusion is an important factor that influences the delay of the ionospheric total electron content (TEC). We observed that the peak response time of the atomic oxygen to molecular nitrogen ratio to the solar EUV flux changes quickly during the increased eddy diffusion compared with weaker eddy diffusion. These results suggest that an increase in the eddy diffusion leads to faster transport processes and an increased loss rate, resulting in a decrease in the ionospheric time delay. Furthermore, we found that an increase in solar activity leads to an enhanced ionospheric delay. At low latitudes, the influence of solar activity is stronger because EUV radiation drives ionization processes that lead to compositional changes. Therefore, the combined effect of eddy diffusion and solar activity leads to a longer delay in the low-latitude and midlatitude region.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143214/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Role of eddy diffusion in the delayed ionospheric response to solar flux changes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vaishnav, RajeshLeipzig Institute for Meteorology, Universität Leipzighttps://orcid.org/0000-0002-3181-0781NICHT SPEZIFIZIERT
Jacobi, ChristophUniversity of Leipzig, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7878-0110NICHT SPEZIFIZIERT
Berdermann, JensJens.Berdermann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3308-4584NICHT SPEZIFIZIERT
Codrescu, MihailSWPC, NOAA, Boulderhttps://orcid.org/0000-0001-7216-9858NICHT SPEZIFIZIERT
Schmölter, ErikErik.Schmoelter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9284-6489NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juli 2021
Erschienen in:Annales Geophysicae
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:39
DOI:10.5194/angeo-39-641-2021
Seitenbereich:Seiten 641-655
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:0992-7689
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ionosphere, Solar EUV, TEC, Modeling
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik > Weltraumwettereinfluß
Hinterlegt von: Schmölter, Erik
Hinterlegt am:16 Aug 2021 09:40
Letzte Änderung:16 Aug 2021 09:40

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