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TitreStatistical analysis of large and extreme global ionospheric total electron content
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AuteurNikitina, LORCID logo; Fiori, R A DORCID logo; Waddington, G H
SourceJournal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics vol. 229, 105841, 2022 p. 1-9, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2022.105841
Image
Année2022
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20210275
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jastp.2022.105841
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
ProvinceCanada; Colombie-Britannique; Alberta; Saskatchewan; Manitoba; Ontario; Québec; Nouveau-Brunswick; Nouvelle-Écosse; Île-du-Prince-Édouard; Terre-Neuve-et-Labrador; Territoires du Nord-Ouest; Yukon; Nunavut
SNRC1; 2; 3; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48; 49; 52; 53; 54; 55; 56; 57; 58; 59; 62; 63; 64; 65; 66; 67; 68; 69; 72; 73; 74; 75; 76; 77; 78; 79; 82; 83; 84; 85; 86; 87; 88; 89; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 114O; 114P; 115; 116; 117; 120; 340; 560
RégionMonde
Lat/Long OENS-180.0000 180.0000 90.0000 -90.0000
Sujetsionosphère; courants ionosphériques; analyses statistiques; latitude; Aléas naturels; Système de positionnement global; Temps; Équipement de communications; Aviation civile; Radio; Méthodologie; géophysique; Sciences et technologie; Nature et environnement; Transport
Illustrationsgraphiques; tableaux; cartes géolscientiques généralisées; séries chronologiques; graphique à barres
ProgrammeGéoscience pour la sécurité publique Évaluation des risques de la météorologie spatiale
Diffusé2022 02 19
Résumé(disponible en anglais seulement)
Ionospheric disturbances, due to photoionization and energetic particle precipitation, occurring both on a regular recurring basis, and heightened due to space weather, impact global positioning, navigation, and timing services provided by Global Navigation Satellite Systems (GNSS). The development of operational services to mitigate the risks to users requires knowledge of how space weather impacts critical systems, and the frequency and magnitude of ionospheric disturbances including extreme events. Analysis of the largest values of total electron content (TEC) is important for the assessment of space weather hazards for systems sensitive to ionospheric effects on radio wave propagation and for the development of risk mitigation strategies. In this study, twenty years of global TEC maps are analyzed to determine the global distribution of the daily maximum TEC. Maximum TEC is shown to reach magnitudes of about 200 TECU in extreme cases, with the largest TEC normally observed at equatorial latitudes. A generalized extreme value distribution has been applied to the daily global maximum TEC and for the high (60°-90°; -90° to -60°), mid (30°-60°; -60° to -30°), and low-latitude (0°-30°; -30°-0°) regions in geographic latitudes to determine the 1-in-44 year (4 solar cycles) and 1-in-100 year maximum TEC with a 95% confidence interval. Additionally, the return period for TEC thresholds defined for safe operation by the International Civil Aviation Organization are discussed. Extreme values provide criteria for the development of operational systems and vulnerability assessment of critical systems dependant on GNSS.
Sommaire(Résumé en langage clair et simple, non publié)
La précision et la disponibilité des services mondiaux de navigation par satellite, par exemple le GNSS, dépendent des conditions de l'ionosphère. Les plus grandes perturbations de la densité électronique dans l'ionosphère sont causées par les flux de particules énergétiques solaires lors d'événements météorologiques spatiaux. Ces perturbations ont un impact sur la propagation du signal satellite-récepteur et peuvent entraîner une dégradation des systèmes de navigation qui affecte l'aviation, la navigation maritime, les études géologiques et d'autres utilisateurs des systèmes de navigation. Pour atténuer les risques de perturbations ionosphériques pour les utilisateurs, les développeurs d'un service opérationnel doivent connaître la fréquence et l'ampleur des perturbations ionosphériques, en particulier lors de grands événements météorologiques spatiaux. Cet article fournit une évaluation statistique des perturbations du contenu électronique total dans l'ionosphère séparément pour les zones équatoriales, de latitude moyenne et de haute latitude et fournit également une estimation d'un sur 4 cycles solaires (44 ans) et d'un sur 100 ans perturbations qui pourraient survenir après un grand événement météorologique spatial. Ce document comprend également une discussion sur la façon dont les perturbations fréquentes dans l'ionosphère dépassent les niveaux d'activité modérés et sévères qui ont été définis par l'Organisation de l'aviation civile internationale pour la sécurité des opérations aériennes.
GEOSCAN ID328929

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Date de modification :
2021-03-02

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