링커런트
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1. 개요
링 전류는 지구의 자기권 내에 형성되는 전류 시스템으로, 지구의 저위도 지역을 자기권 전기장으로부터 보호하는 역할을 한다. 링 전류는 3~8 지구 반경 거리에 위치하며, 적도 평면에 위치하여 지구 주위를 시계 방향으로 순환하는 띠로 구성된다. 링 전류는 지자기 폭풍의 주요 원인이며, 10-200keV의 에너지를 가진 이온(주로 양성자, 알파 입자, 산소 이온)에 의해 발생한다. 링 전류는 Dst 지수로 측정되며, 지자기 폭풍으로 인한 통신 시스템, 위성 항법 시스템, 전력망 등의 장애를 연구하는 것은 국가 안보와도 관련이 있다.
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| 링커런트 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 행성 자기권에서 발생하는 전류의 고리 |
| 원인 | 하전 입자의 운동 |
| 영향 | 자기장 변화, 오로라 발생 |
| 관련 행성 | 지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 |
| 특징 | |
| 주 구성 입자 | 이온 (주로 양성자) 및 전자 |
| 전류 방향 | 행성을 중심으로 흐름 |
| 자기장 | 행성 자기장에 영향 |
| 지구의 고리 전류 | |
| 위치 | 반알렌대 외부 |
| 주요 원인 | 태양풍 |
| 영향 | 지자기 폭풍 유발 |
| 목성의 고리 전류 | |
| 위치 | 목성 자기권 내부 |
| 주요 원인 | 목성의 위성 이오의 화산 활동 |
| 영향 | 강한 방사선대 형성 |
| 토성의 고리 전류 | |
| 위치 | 토성 자기권 내부 |
| 주요 원인 | 토성의 위성 엔셀라두스의 간헐천 활동 |
| 영향 | 자기장 변화 |
2. 지구의 링 전류
지구의 링 전류는 지구 자기권 내에서 하전 입자들이 특정 운동을 하면서 발생하며, 지구 저위도 지역을 자기권 전기장으로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서 이는 지자기 폭풍의 전기역학에 큰 영향을 미친다. 링 전류로 인한 지구 자기장의 음의 편향은 Dst 지수로 측정된다.[2]
2. 1. 링 전류의 형성
지구의 링 전류는 ''R''E 3~8개 거리에 위치하며,[1] 천구의 적도 평면에 위치하고 북쪽에서 볼 때 지구 주위를 시계 방향으로 순환하는 띠로 구성된다. 이 영역의 입자는 지구 자기장과 반대되는 자기장을 생성하므로, 지구 관측자는 이 영역에서 자기장의 감소를 관찰할 것이다.[2]2. 2. 링 전류와 이온
링 전류 에너지는 주로 이온에 의해 전달되며, 대부분은 양성자이다. 그러나 링 전류에서는 알파 입자(태양풍에 풍부한 이온의 일종)도 관찰된다. 또한, 일정 비율은 지구의 전리층에 있는 것과 유사하지만 훨씬 더 강력한 O+ 산소 이온이다.[2] 이러한 이온의 혼합은 링 전류 입자가 아마도 여러 출처에서 온다는 것을 시사한다.지구의 경우, 양전하를 띤 이온은 서쪽으로, 음전하를 띤 전자는 동쪽으로 드리프트 운동을 하기 때문에 서쪽 방향의 링 전류가 형성된다. 이 서쪽 방향의 전류는 중·저위도 지역의 지자기를 감소시키며, 지자기 폭풍의 주요 원인으로 여겨진다. 지구의 링 전류는 10-200keV 정도의 에너지를 가진 이온이 주로 기여한다. 이온의 종류는 프로톤 외에 α 입자와 산소 이온(O+)도 포함된다.
2. 3. 링 전류와 지자기 폭풍
지구의 링 전류는 지구의 저위도 지역을 자기권 전기장으로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서 이는 지자기 폭풍의 전기역학에 큰 영향을 미친다. 링 전류 시스템은 3~8 ''R''E 거리에 위치하며,[1] 천구의 적도 평면에 위치하고 북쪽에서 볼 때 지구 주위를 시계 방향으로 순환하는 띠로 구성된다. 이 영역의 입자는 지구 자기장과 반대되는 자기장을 생성하므로, 지구 관측자는 이 영역에서 자기장의 감소를 관찰할 것이다.[2] 링 전류로 인한 지구 자기장의 음의 편향은 Dst 지수로 측정된다.지자기 폭풍이 발생하는 동안 링 전류 내 입자 수가 증가한다. 결과적으로, 지구 자기장의 영향이 감소한다. 지구의 경우, 양전하를 띤 이온은 서쪽으로, 음전하를 띤 전자는 동쪽으로 드리프트 운동을 하기 때문에 서쪽 방향의 링커런트가 형성된다. 이 서쪽 방향의 전류는 중·저위도 지역의 지자기를 감소시키며, 지자기 폭풍의 주요 원인으로 여겨진다. 지구의 링커런트는 10-200keV 정도의 에너지를 가진 이온이 주로 기여한다. 이온의 종류는 프로톤 외에 α 입자와 산소 이온(O+)도 포함된다.
참조
[1]
논문
The terrestrial ring current: Origin, formation, and decay
1999-11
[2]
서적
Our Magnetic Earth: The Science of Geomagnetism
University of Chicago Press
2010-11-15
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