elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Impact of Magnetosphere Forcing and Model Resolution on Joule Heating Estimates in WACCM-X During the 24 August 2005 Storm

Günzkofer, Florian Ludwig und Liu, Hanli und Pham, Kevin und Liu, Huixin und Stober, G. und McInerney, Joe und Themens, David R. und Borries, Claudia (2026) Impact of Magnetosphere Forcing and Model Resolution on Joule Heating Estimates in WACCM-X During the 24 August 2005 Storm. Earth and Space Science. American Geophysical Union (AGU). doi: 10.1029/2025EA004941. ISSN 2333-5084.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Kurzfassung

We investigate the high-latitude Joule heating in a recently developed high-resolution configuration of the WACCM-X whole-atmosphere model coupled to the MAGE model. Model resolution and geomagnetic forcing effects during the severe geomagnetic storm on 24 August 2005 are analyzed, distinguishing storm peak and recovery conditions. The Joule heating energy in MAGE-coupled runs is 71.7%-121.7% higher compared to Heelis- and Weimer-driven WACCM-X runs, due to stronger convection electric fields. Due to the higher Joule heating, the column-integrated ratio is significantly lower in MAGE-coupled runs, potentially correcting a previously observed overestimation of the WACCM-X model. The distribution of modeled Joule heating rates with geomagnetic latitude is affected by the coupling to MAGE as well. The high-resolution model shows distinctly different thermospheric dynamics in response to the geomagnetic storm, leading to a lower neutral particle density over the polar region during storm recovery compared to the coarse-resolution model. The altered thermospheric dynamics causes a 50% higher Joule heating up to about 120 km and lower Joule heating at F region altitudes, in turn affecting the thermospheric neutral density. Despite the overall lower Joule heating rates in the high-resolution model run, the neutral gas heating rate is higher compared to the coarse-resolution run, leading to slightly lower ratios. The electron density is affected on meso-scales, especially in the area of the auroral oval, by the increase in model resolution, which causes strong local variations of Joule heating estimates between the high- and coarse-resolution model runs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225416/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Impact of Magnetosphere Forcing and Model Resolution on Joule Heating Estimates in WACCM-X During the 24 August 2005 Storm
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Günzkofer, Florian Ludwigflorian.guenzkofer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6568-2995NICHT SPEZIFIZIERT
Liu, Hanliliuh (at) ucar.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pham, KevinNational Center for Atmospheric ResearchNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, Huixinliu.huixin.295 (at) m.kyushu-u.ac.jphttps://orcid.org/0000-0001-7073-4366NICHT SPEZIFIZIERT
Stober, G.Institute of Applied Physics, University of Bern, Bern, Switzerland and Oeschger Center for Climate Change Research, University of Bern, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McInerney, Joejoemci (at) ucar.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Themens, David R.d.r.themens (at) bham.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borries, Claudiaclaudia.borries (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9948-3353NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 Juni 2026
Erschienen in:Earth and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1029/2025EA004941
Verlag:American Geophysical Union (AGU)
ISSN:2333-5084
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Joule heating, physics-based models
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Solar-Terrestrische Kopplungsprozesse, R - Solar-Terrestrische Physik SO
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik
Institut für Solar-Terrestrische Physik > Solar-Terrestrische Kopplungsprozesse
Hinterlegt von: Günzkofer, Florian Ludwig
Hinterlegt am:29 Sep 2026 14:36
Letzte Änderung:02 Okt 2026 09:52

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.