WO2017174843A1 - Dispositivo y procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local a latitudes medias - Google Patents

Dispositivo y procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local a latitudes medias Download PDF

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WO2017174843A1
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Antonio GUERRERO ORTEGA
Consuelo CID TORTUERO
María Elena SAIZ VILLANUEVA
Judith PALACIOS HERNÁNDEZ
Yolanda CERRATO MONTALBÁN
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Universidad De Alcala
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    • G01W1/00—Meteorology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/40—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for measuring magnetic field characteristics of the earth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Definitions

  • the present invention falls within the technical field of geomagnetic index production devices and methods for spatial meteorology purposes; more specifically, the invention relates to indices that offer a measure of geomagnetic disturbance caused in an area located on the surface of the Earth by sources outside the planet.
  • the proposed technique is capable of offering geomagnetic disturbance information at medium latitudes (around 40 °) of high resolution and in real time.
  • the solar corona is continuously emitting a flow of charged particles, known as solar wind, which is in a state of plasma and traveling through the interplanetary space linked to the solar magnetic field itself, interacting with all the planets , comets and asteroids found inside the heliosphere.
  • solar wind a flow of charged particles
  • this magnetized plasma reaches Earth in about 4 days and interacts with the Earth's dipole magnetic field distorting it.
  • the interaction results in a complicated system of plasma convection movements and electrical currents inside the Earth's magnetosphere that give rise to the complete topology that it acquires as an equilibrium or "calm state" situation.
  • HSS rapid solar wind
  • CME coronal holes
  • Coronal Hole coronal holes
  • SEP events of solar energy particles
  • the measurement of the Earth's magnetic field has several contributions, such as: that generated by the Earth itself by the effect of internal dynamo, that generated by the usual solar activity (also known as “Calm Sun ') and that generated by the solar phenomena mentioned above that occur sporadically.
  • the object of the present invention focuses on the measurement of magnetic disturbances at mid-latitudes, for whose determination and correct interpretation there are mainly two problems: one related to the component of "Sun in calm "and the other related to disturbances caused by solar activity that occur irregularly.
  • the first problem is related to the magnetic field generated by the so-called "Calm Sun” component, produced by an equivalent system of electrical current of ionospheric origin that occurs on the diurnal side of the planet and that presents vorticity on a global scale, occurring one in each hemisphere and whose foci are located at mid latitudes.
  • This system does not remain fixed but derives in longitude and latitude throughout the day and presents a day-to-day variability that causes uncertainty in the correct determination of both the intensity and the position of the focus.
  • the second problem is caused because the magnetic disturbances that solar phenomena produce on the earth's surface on a global scale in the mid-latitude range are well represented by global indicators designed in this regard, but not local magnetic disturbances, whose ignorance sometimes gives place to erroneous interpretations, even confusing them sometimes with global effects.
  • said disadvantages may be irrelevant, however, they become especially important when the final objective is to obtain the geomagnetic disturbance located in an area or region (local geomagnetic index) like that of the present invention.
  • the main disadvantages are determined mainly for three reasons: a) the magnetic disturbance in one area can present significant differences with respect to another and, therefore, the international definition of calm time, which is based on a global index (index p), may lead to error when the geomagnetic disturbance affects only a very localized area;
  • the object of the present invention is the development of a method and a device that, from the measurement of the local geomagnetic field at medium latitudes, is able to estimate the disturbance component due to phenomena associated with sporadic solar activity.
  • the problems described above are taken into account and especially those that affect mid-latitudes.
  • Background is known about devices and procedures for predicting the variation of the local geomagnetic field, such as that described in WO 2015/013499 A1.
  • the techniques of treatment of geomagnetic field measurements for obtaining the local geomagnetic disturbance existing in the state of the art have notable differences with respect to those set forth in the present invention.
  • the present invention describes a method and device capable of obtaining the local geomagnetic disturbance component at mid-latitudes from the measurement of the magnetic field on the earth's surface.
  • This measure must offer at least the horizontal component of the geomagnetic field on the Earth's surface and can be obtained directly from geomagnetic sensors properly calibrated and isolated from any artificial electromagnetic disturbance. This measure can also be obtained from the data offered in real time by geomagnetic observatories through remote connections.
  • three components can be included mainly; an internal component, component I), composed in turn by the main component, whose origin is in the dynamo process that has place inside the Earth and a component due to the earth's crust and mantle; a component of "Calm Sun", component II), originated by the equivalent system of ionospheric currents of diurnal nature; and a disturbance component, component III), due to sources external to the terrestrial environment, such as that which occurs irregularly and sporadically due to solar activity.
  • component I internal component
  • component II a component of "Calm Sun", component II), originated by the equivalent system of ionospheric currents of diurnal nature
  • a disturbance component, component III due to sources external to the terrestrial environment, such as that which occurs irregularly and sporadically due to solar activity.
  • the present invention deals with the determination of the first two components, to obtain the third, the local geomagnetic disturbance generated by solar activity, in order to be able to predict potentially dangerous situations such as those listed in the heading Technical problem to be solved.
  • the technique used in the present invention determines in the first instance component II), which has variation (of considerable magnitude, of the order of tens of nanoteslas) of shorter period of time (one day), compared to periods of the order of months, or greater, of component I).
  • This method contrasts with the traditional way of proceeding, in which component I is usually obtained in the first instance, because it has slower variations.
  • component II which by means of a calm day behavior model is able to uniquely determine the daily variation curve for the days not affected by external disturbances. .
  • component II the correct determination of component II) for a prolonged set of days in time, allows to obtain component I).
  • component I) has slow variations, its behavior is difficult to predict.
  • geomagnetic models such as the IGRF (International Geomagnetic Reference Field) model, which provide these components for past, present, and projected values in some years into the future (no more than five), but their Accuracy, both spatial and temporal, is usually not enough for many applications.
  • IGRF International Geomagnetic Reference Field
  • component I) is obtained from the measured data, but not directly, but after performing a part of the processing for obtaining component II.
  • This way of proceeding brings to the invention two important characteristics, on the one hand, absolute independence of the procedure on external data, and on the other hand greater precision for obtaining the components For the specific location of the measure, it does not depend on data derived as a whole as would be the case with the use of geomagnetic indexes or models.
  • an adjustment of a calm day model is made to the data representative of the daily variation.
  • a smooth trend curve of the night values is previously subtracted in an auxiliary manner, that is, a curve that joins the values of the geomagnetic field measured in the night hours, less affected by the daily variation.
  • Analyzing the goodness of the adjustment of the model to the data an assessment of their geomagnetic calm is obtained, that is, it is possible to know when the data have a representative daily variation curve of calm day. This characteristic makes it possible to determine component I) from the accumulation of days qualified as calm.
  • Component I) can be determined in several ways, for example, by means of an interpolation curve of monthly or annual average values of the geomagnetic calm days selected in the manner described above.
  • a variant can be used as an alternative only the official calm days (International Quiet Days) established internationally by GFZ-Potsdam.
  • Another variant may be to use the monthly or annual average values of the geomagnetic observatories closest to the measurement area.
  • the component III) of geomagnetic disturbance (final objective of the present invention) is obtained by eliminating components I) and II) to the measured data.
  • component II) that must be eliminated is precisely the daily variation curve obtained from the adjustment of the model.
  • the days when the model fit is not good several alternatives are presented. You can eliminate the daily variation curve of the closest calm day in time, the average of several days or even not eliminate any daily variation curve.
  • the daily variation curve can take any possible form typical of the average magnetic latitudes, and at the same time, prevent the model from offering a good fit to other geomagnetic variations of external disturbance that should be excluded, the points (P) they must be four, be placed in the daylight hours (between 6 am and 6 pm) and with a distance between them between one and three hours.
  • Figure 1 shows in panel a) the temporal evolution of the horizontal component of the local geomagnetic field, component H, in a specific period of time (from March 9 to 13, 2001), in a specific location (San observatory Pablo de los Montes, Toledo, Spain) by way of example and also includes the curves involved in the process object of the invention and in panel b) the figure shows the result of applying the procedure object of the invention, that is, the component III) of local geomagnetic disturbance;
  • Figure 2 illustrates the flow chart of the procedure for determining the local geomagnetic disturbance on the earth's surface;
  • Figure 3 is an enlarged detail of the adjustment of the data to the daily variation curve in a time interval of one day duration
  • Figure 4 represents a diagram of the device associated with the invention on one of the preferred embodiments thereof. Below is a list of the different elements that are represented in the figures:
  • ⁇ 40 device for obtaining local geomagnetic disturbance
  • the present invention deals with the determination of the first two components I), II) to obtain the local geomagnetic disturbance generated by solar activity, component III), in order to be able to predict potentially dangerous situations such as those listed in the heading Technical problem to solve.
  • FIGS. 1 and 2 have been made showing the curves involved in the procedure and a flow chart thereof, respectively.
  • the evolution of the horizontal component of the measured local geomagnetic field, curve (11), together with the different curves involved in the procedure, (12) - (14) has been represented in the upper panel (1a).
  • curve (15) has been represented on the lower panel (1 b).
  • the measured data, represented by (11) have been provided by the geomagnetic observatory of San Pablo de los Montes in Toledo, Spain, identified internationally with the acronym SPT (code given by the IAGA body, International Association of Geomagnetism and Aeronomy).
  • the number in parentheses in the title of the ordinate axis corresponds to the value (expressed in nanoteslas, nT) that must be added to the values offered in the ordinate axis to obtain the absolute value of the measure.
  • the time at which the measurement is made is represented on the lower abscissa axis.
  • the upper abscissa axis represents time expressed in universal time (UT).
  • the difference of 16 minutes that can be seen between both time scales corresponds to the time difference equivalent to the difference between the geographic reference length of the Greenwich meridian and the length of the SPT observatory where the measurement is made.
  • the time window of Figure 1 has a duration of five days. The flowchart of the entire procedure is shown in Figure 2.
  • the main blocks carry out the determination of component II) in block (21) and the determination of component I) in block (22).
  • the final block (23) is nothing more than a subtraction of components I) and II), results of (21) and (22), to component H of the measured data.
  • the first block (20) is a preprocessing of the measured data where, among other operations, an association of the values to its temporal reference in the local magnetic system MLT is performed. For this, it is necessary that the measurement of the geomagnetic field be accompanied by some time reference in which the measurement is made, such as universal time (UT). To carry out the MLT time conversion, it is necessary to provide the position in length of the place where the measurement was made. Also, the preprocessing includes the transformation of the coordinate system, if necessary, from the field components provided by the measurement system to a format from which it is possible to extract the horizontal component (H).
  • H horizontal component
  • the technique used in the present invention determines in the first instance the component II) for being the one that has variation (of considerable magnitude) of shorter period of time (one day), compared to periods of the order of months or greater of the component I ).
  • the correct determination of component II) for a prolonged set of days in time allows to obtain component I).
  • component I) has slow variations, its behavior is difficult to predict.
  • geomagnetic models such as the IGRF model, which provide these components for past, present, and projected values in some years into the future (no more than five), but their accuracy, both spatial and temporal, is usually not sufficient for Many applications
  • these models are obtained from processes in which the aforementioned external disturbance component (the component III) mentioned above has been previously eliminated through a global interpretation of it, for example, by using non-local geomagnetic disturbance indicator indexes but global as are the Dst index or the Kp index. Therefore, when the purpose is to obtain the local geomagnetic disturbance with precision, as in the present invention, it is not suitable to make use of said geomagnetic models.
  • component I) is obtained from the data observed at the same location where the measurement is performed.
  • Component I, obtained in block (22) is obtained from the original measured data (20), but not directly, but after performing a part of the processing to obtain component II in block (21).
  • This way of proceeding brings to the invention two important characteristics, on the one hand, absolute independence of the procedure on external data, and on the other hand greater precision for obtaining the components for the specific location of the measure, since it does not depend on data derived as a whole as would be the case with the use of geomagnetic indexes or models.
  • the component II) of daily variation is determined by a calm day model (relative to the horizontal component of the geomagnetic field) valid for a magnetic latitude close to that of the location of the focus of the ionospheric current system (approximately between 35 ° and 45 ° from the equator in both hemispheres), of the present invention.
  • the model is characterized by being defined by a cubic spline, that is, a differentiable curve defined in sections by cubic polynomials (third degree polynomials).
  • the control points are the place of union of the sections and the place where certain conditions are imposed that make the transition occur smoothly. For a cubic spline, these conditions are three and must be met at each control point. These three conditions imply continuity of the functions at the control points, and they mean that both the evaluation of the polynomial at the control point, as well as its first derivative and its second derivative must be the same for the two existing polynomials at each control point side.
  • the calm day model for this embodiment of the present invention is composed of eight control points distributed over time over a day, 24 hours, fixedly at certain times of the day, as shown in figure 3, represented by rhombuses and asterisks, differentiating two types, parametric (P) and neutral (N), respectively.
  • Figure 3 shows these points in an example of a geomagnetic calm day; to the data shown as element (31), the daily variation model has been adjusted, obtaining the curve (32).
  • the data shown in (31) is not the original measured data, the result of block (20), but an auxiliary curve has previously been subtracted in step (211) as described in the following section.
  • the four points (N) correspond to two points in the first four hours of the day and another two points in the last four hours of the day, that is, occupying the local night hours (hence its name with the letter N). These points (N) are characterized by being located at a magnetic field intensity set at a value of zero with respect to the base value of the calm day model.
  • the remaining four control points, points (P), are located in the central area, corresponding to the daytime hours of the place and have the characteristic of having a variable intensity, each offering a free parameter to the model that allows the adjustment of the data to it.
  • the condition that the first derivative is null is imposed at the two points (N) of the ends (those corresponding to 0 h and 24 h).
  • the model defined in this way has four degrees of freedom, due to the four free parameters (P) of the central zone during daylight hours.
  • the technique adopted in the invention involves first determining an approximation of the two overlapping components I) and III), which are subtracted from the original data in an auxiliary manner, and which allows an adjustment of the calm day model only to the values of daily variation that best represent component II).
  • This approximation curve which has been called the trend curve of night values (element (12) in Figure 1b), is a smooth interpolation curve between a single daily point obtained from the average value of hours at night, described in detail below.
  • Component I has slow variations compared to daily variation and, therefore, an evaluation of the type that is proposed with a single daily point (representing the average value of the night zone), is more than enough to ensure its correct description.
  • the external disturbance component III contemplates geomagnetic variations of a very diverse nature, which for the purposes of the present invention we can differentiate into two types: lll-A) major intensity variations that disturb the magnetic field irregularly and sporadically, hardly predictable and that prevent a correct determination of component II) of daily variation; and III- B) smooth but maintained variations, lasting more than one day and that may be present on a day of geomagnetic calm, due to disturbances in the previous days
  • the variations of type lll-A) have rapid and important changes that will result in an invalid calm day model adjustment, and therefore, although a determination of the same is not possible, its presence can be verified by means of measure of goodness of fit, as will be seen later.
  • the variation lll-B) translates into a gentle increase, or decrease, in the daily level of the measured geomagnetic field, and therefore the evaluation by a curve obtained by a daily point also ensures its correct determination prior to adjustment.
  • the auxiliary trend curve of the night values (12) is obtained from the average value reached in a set of night hours that is chosen beforehand within a symmetrical range (maximum 4 hours) of hours before and after the Local midnight transit between one day and the next.
  • the average values for the six hours of night are represented by asterisks, the area of the hours of night used, from - 3h to + 3h with respect to the Midnight local, are marked with oblique stripes background.
  • the smooth curve that passes through these mean values at night has been performed by a cubic spline, although other similar methods of interpolation by soft curve could be used.
  • the adjustment of the calm day model to the data can be performed by minimizing a function such as that of the mean square error and evaluating the goodness of the adjustment by means of the chi-square.
  • the method used is an iterative process in which initial values are established for its four parameters and the goodness of the fit is evaluated. In the process, the parameters are modified towards the value that minimizes the error function, so that they must converge towards a stable value provided that the data have a typical daily variation of calm geomagnetic day.
  • the iterative method can be terminated by a number of iterations (if it does not converge) or by setting a threshold in the relative increase in the value of the goodness of fit between one iteration and the next, so that for increments below the threshold, ensure that the convergence process has been completed.
  • the final value of the goodness of fit (chi-square value) is used in this stage (213), see figure 2, to discriminate between calm days from those that are not. If the value is high enough, it indicates that the adjustment is not good, probably because the data has geomagnetic disturbance and, therefore, cannot be considered as a calm day. The curve thus determined should not be used as component II). On the other hand, the result with a small chi-square value confirms that the curve resulting from the adjustment is a valid calm day curve and, therefore, should not only be eliminated as component II), but must be stored in a database (step (225) in figure 2) which will allow to determine component I).
  • a threshold value is established for the goodness of the adjustment, which can be determined in several ways depending on the amount of previous known data. If historical data are available continuously for several years, it is possible to conduct a study of the probability distribution of the chi-square values obtained for the model adjustments to each day and establish the threshold at a sufficiently high value to ensure a near zero probability of finding a calm day for values above that threshold. If historical data are not held continuously but a period of several days is available, a comparative study of the value of goodness of fit between calm and disturbed days can be carried out to establish the threshold.
  • the calm day model described in the present invention has four degrees of freedom, therefore, the theoretical chi-square distribution assuming only calm days with a distribution of normal error, it can serve as a reference to establish the threshold at a value that indicates a probability of finding a calm day greater than 99.9%.
  • the threshold has been obtained from the chi-square distribution function that results from the adjustment of the data from 1997 to 2012, setting the threshold at 40.
  • the curve obtained in the adjustment should not be used as representative of a calm day as it indicates the presence of geomagnetic disturbance. This does not imply the non-existence of a daily variation component, since it is always present and, therefore, another alternative curve must be used (step (214) of the procedure of Figure 2).
  • One of the most widespread methods in use is to average several calm days representative of the month (the IQDs or other equivalents chosen from the observatory data), but as already described above, this is not the best option to adopt due to the day-to-day variability that the daily variation curves may present, especially at the latitudes for which the present invention is used.
  • the daily variation curve to be used in an alternative way that implies a lower probability of error is the closest valid calm day curve in time.
  • it has a disturbance component greater than the rest of the days, the result of the adjustment of the calm day model for that day results in a chi-square value higher than the threshold and, therefore, the curve of the previous day has been considered as a valid daily variation curve, which was listed as a calm day because of the goodness of its adjustment, as can be seen with the naked eye when comparing the curves (1 1 ) and (13) in Figure 1 b).
  • component I has slow variations, of the order of a few nanoteslas (nT) in a period greater than one month and, therefore, can be eliminated jointly by having periodicities much higher than that of interest, That is one day.
  • the method used for this is by generating a smooth interpolation curve, baseline, which passes a distance through separate points temporary.
  • magnetic variations with large periodicities seasonal, annual, cycle, etc.
  • it is considered that the minimum temporal distance between points must be at least one month, although other higher distances may be chosen.
  • the values of the points through which said baseline passes can be obtained from the average values of the time interval considered. These average values can be obtained in different ways. In their priority form of operation these are calculated from the calm geomagnetic days cataloged as valid and stored in the database (225) as the product of stage (213). In the case of figure 1 b), the baseline thus obtained with annual values is shown as element (14). If there are not enough elements available in the database (225) due, for example, to the first time the device is put into operation, the official average values offered by the geomagnetic observatories can be used or, in their default, the average values calculated from those offered by geomagnetic models such as the IGRF.
  • the method described in the present invention can be implemented, for example, in a device such as that shown in Figure 4 as an element (40).
  • the input data (41) is obtained by a remote connection to files that can be updated in real time and that contain the horizontal component of the geomagnetic field measured by at least two magnetic sensors properly aligned in the horizontal plane.
  • the sensors can be of the fluxgate type and the measurement must be stable over time and be isolated from interference by external technology.
  • the local magnetic reference time must be recorded, for which it is necessary to know at least the universal time (UT) time at which each measurement is made, and the coordinate of the geomagnetic length of the measurement point.
  • Data entry can be made directly to a text file with the data updated with the most recent measure.
  • the device (40) has a control and process unit (42), CPU, of the method described in the present invention.
  • the unit of calculation must be able to perform average values, arithmetic difference of data vectors (curves), calculation of cubic spline and calculation of mean square and chi-squared error.
  • the process unit must be able to implement the procedure shown in Figure 2 and, therefore, must be able to execute control sentences of type // for step (213) and for loops for iterative model adjustment processing during the calm day of the stage (212).
  • a data storage system (43) is used which the control unit can access at any time.
  • the output (44) with the geomagnetic disturbance data of the local horizontal component can be made to text files and images that keep the last update and, in turn, to a screen that shows a graph with them.

Abstract

La invención describe un dispositivo y un procedimiento para determinar la perturbación geomagnética local a latitudes medias mediante la eliminación de las diferentes componentes de campo geomagnético no perturbado, que resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica conocido. Para ello en la presente invención se describe un modelo de día en calma geomagnética a latitudes medias para la componente horizontal (H) de campo geomagnético. El procedimiento implica la caracterización de día en calma o día perturbado mediante una valoración de la bondad del ajuste del modelo inventado a los datos medidos de la componente horizontal de campo magnético local, una vez sustraída una curva auxiliar de tendencia de los valores de noche. El procedimiento puede implementarse en el dispositivo para determinar la perturbación geomagnética local en tiempo real.

Description

DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE LA PERTURBACIÓN
GEOMAGNÉTICA LOCAL A LATITUDES MEDIAS SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se encuadra en el campo técnico de los dispositivos y métodos de producción de índices geomagnéticos con propósitos de meteorología espacial; más concretamente, la invención se refiere a los índices que ofrecen una medida de la perturbación geomagnética ocasionada en una zona localizada en la superficie de la Tierra por fuentes externas al planeta. La técnica propuesta es capaz de ofrecer información de la perturbación geomagnética a latitudes medias (alrededor de 40°) de alta resolución y en tiempo real.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Problema técnico a resolver
Es conocido que el Sol tiene una actividad continua que afecta a la vida en la Tierra. La manifestación más evidente del efecto que el Sol produce en el planeta es la energía que llega hasta su superficie en unos 8 minutos en forma de radiación electromagnética, distribuida en diferentes rangos del espectro electromagnético, aunque la mayor aportación se encuentra en el visible.
Además de radiación, la corona solar está emitiendo de forma continua un flujo de partículas cargadas, conocido como viento solar, que se encuentra en estado de plasma y que viaja a través del espacio interplanetario ligado al propio campo magnético solar, interaccionando con todos los planetas, cometas y asteroides que se encuentra en el interior de la heliosfera. A la velocidad típica de 400 km/s este plasma magnetizado llega a la Tierra en unos 4 días e interacciona con el campo magnético dipolar terrestre distorsionándolo. La interacción resulta en un sistema complicado de movimientos de convección de plasma y corrientes eléctricas en el interior de la magnetosfera terrestre que dan lugar a la topología completa que ésta adquiere como situación de equilibrio o de "estado en calma".
Sin embargo, en el Sol, como estrella altamente dinámica con actividad cíclica de unos 1 1 años, también tienen lugar, de forma esporádica, fenómenos explosivos y violentos en las estructuras magnéticas y plasma que sostienen, dando lugar a distintos tipos de fenómenos como son: fulguraciones, prominencias, eyecciones de masa coronal (CME, acrónimo del inglés Coronal Mass Ejection), etc. En ellos se libera una cantidad ingente de energía, plasma y campo magnético que pueden afectar de forma importante el entorno terrestre cuando se dirigen hacia la Tierra. Asimismo, el viento solar rápido (HSS, del acrónimo inglés High Speed Stream) liberado de estructuras solares de mayor tiempo de vida que las CMEs, conocidas como agujeros coronales (CH, del acrónimo inglés Coronal Hole), pueden también producir efectos notables en el entorno terrestre. Al ya complicado escenario presentado, hay que añadir que también pueden producirse partículas de alta energía (del orden de MeV) que viajan a velocidades cuasi-relativistas y que tardan unas pocas horas en alcanzar la Tierra. Es lo que se conoce como sucesos de partículas energéticas solares (SEP, del acrónimo inglés Solar Energetic Particles), que se producen en las fulguraciones solares o en las ondas de choque de las CMEs. A estos sucesos de partículas de origen solar muy energéticas se añaden partículas de origen extrasolar, los rayos cósmicos, cuyo rango energético se solapa con el de las partículas solares más energéticas si bien la tendencia de su fluencia está anti- correlacionada con el ciclo solar. Bajo condiciones de perturbación solar se producen cambios importantes en todas las escalas espaciales del entorno terrestre: magnetosfera, ionosfera, atmósfera, etc., y los efectos son detectables también en la superficie. Uno de los procesos físicos que tiene lugar cuando una CME interplanetaria alcanza la magnetosfera terrestre es la entrada de partículas en su interior y la consiguiente modificación del campo geomagnético, lo que se conoce como tormenta geomagnética.
Los efectos que las partículas energéticas, la radiación electromagnética y la modificación del campo geomagnético producen en el entorno terrestre, son muy variados y con escalas de tiempo muy diferentes. Pueden afectar de forma directa por ejemplo a la salud, o indirectamente, a través de fallos en tecnología que la sociedad usa diariamente, por ejemplo, en las comunicaciones radio, sistemas de navegación terrestre y de posicionamiento, e incluso en infraestructuras críticas como son las redes de potencia eléctrica, el transporte ferroviario o las grandes conducciones portadoras de gas o combustible entre países. /Antecedentes
Se sabe que la medida del campo magnético terrestre tiene varias contribuciones, como son: la generada por la propia Tierra por el efecto de dinamo interna, la generada por la actividad solar habitual (también denominada como "Sol en calma') y la generada por los fenómenos solares mencionados anteriormente que suceden de manera esporádica. El objeto de la presente invención se centra en la medida de las perturbaciones magnéticas a latitudes medias, para cuya determinación y correcta interpretación existen principalmente dos problemas: uno relacionado con la componente de "Sol en calma" y el otro relacionado con las perturbaciones causadas por la actividad solar que ocurren de forma irregular.
El primer problema está relacionado con el campo magnético generado por la llamada componente de "Sol en calma", producido por un sistema equivalente de corriente eléctrica de origen ionosférico que se produce en el lado diurno del planeta y que presenta vorticidad a escala global, produciéndose uno en cada hemisferio y cuyos focos están localizados a latitudes medias. Este sistema no permanece fijo sino que deriva en longitud y latitud a lo largo del día y presenta una variabilidad día a día que provoca incertidumbre en la determinación correcta tanto de la intensidad como de la posición del foco.
El segundo problema viene causado porque las perturbaciones magnéticas que los fenómenos solares producen en la superficie terrestre a escala global en el rango de latitudes medias están bien representadas por indicadores globales diseñados al respecto, pero no así las perturbaciones magnéticas locales, cuyo desconocimiento en ocasiones da lugar a interpretaciones erróneas, incluso confundiéndolas en ocasiones con efectos globales. Por ejemplo, está profundamente asumido que a latitudes medias/bajas (rango de latitudes comprendido aproximadamente entre los 15° y 55° Norte y entre 15° y 55° Sur) la única fuente capaz de producir perturbaciones geomagnéticas de intensidad importante a escala global es la debida a la corriente magnetosférica de anillo, producidas por la intensificación de la población de partículas de baja energía que circulan alrededor de la Tierra bajo condiciones adversas de meteorología espacial (González, W. D., et al. "What is a geomagnetic storm?" Journal of Geophysical Research: Space Physics 99, A4 (1994): 5771 -5792). Sin embargo, publicaciones recientes (Cid, C, et al. "A Carrington-like geomagnetic storm observed in the 21 st century." Journal of Space Weather and Space Climate 5 (2015): A16 y Saiz, E., et al. "Searching for Carrington-like events and their signatures and triggers." Journal of Space Weather and Space Climate 6 (2016): A6) demuestran que a dichas latitudes medias pueden existir perturbaciones magnéticas locales de intensidad importante muy similares, e incluso bastante mayores que las perturbaciones causadas por la corriente del anillo. Estos recientes resultados de investigación establecen con especial importancia el papel que desempeñan los índices geomagnéticos locales en el campo de la Meteorología Espacial y crean nuevos requisitos en la precisión y fiabilidad de los mismos. La componente de "Sol en calma" viene determinada por la contribución al campo geomagnético del sistema equivalente de las corrientes ionosféricas generadas por un efecto de dinamo en la zona iluminada de la Tierra. Posee un patrón de circulación que presenta un vórtice en cada hemisferio terrestre que deriva a lo largo del día, y sus focos se encuentran localizados aproximadamente en el rango de latitudes medias cercanas a 40°, tanto en el hemisferio Norte como en el hemisferio Sur. Este sistema de corrientes se identifica normalmente de manera mensual mediante el promedio de los cinco días del mes que menos perturbación geomagnética presentan, los cuales son internacionalmente establecidos (IQD, International Quiet Days). Esta representación y determinación de la variación diaria del día en calma es la que se usa actualmente, pero presenta varias desventajas. Cuando el propósito es obtener la perturbación global, dichas desventajas pueden ser irrelevantes, sin embargo, cobran especial importancia cuando el objetivo final es obtener la perturbación geomagnética localizada en una zona o región (índice geomagnético local) como el de la presente invención. Las principales desventajas vienen determinadas principalmente por tres motivos: a) la perturbación magnética en una zona puede llegar a presentar diferencias importantes respecto de otra y, por tanto, la definición internacional de tiempo en calma, la cual está basada en un índice global (índice p), puede conducir a error cuando la perturbación geomagnética afecta solamente a una zona muy localizada;
b) la determinación de días en calma usando como tiempo base el tiempo universal (UT, Universal Time, por sus siglas en inglés). Aunque es la usada en los IQDs, no es, por definición, una forma práctica de detallar un día en calma para una zona con carácter local ya que, inevitablemente, el día local (con tiempo base el tiempo local {MLT, Magnetic Local Time, por sus siglas en inglés)) estará desplazado respecto del tiempo universal;
c) la variabilidad inherente que existe entre días de calma, que hace que la determinación mediante el promediado de varios días pueda resultar en una representación del día en calma local muy diferente de la real. Además, para latitudes medias que son las de localización de los focos de este sistema de corrientes ionosféricas este problema es aún más importante.
El objeto de la presente invención es el desarrollo de un procedimiento y un dispositivo que, a partir de la medida del campo geomagnético local a latitudes medias, sea capaz de estimar la componente de perturbación debida a fenómenos asociados a la actividad solar esporádica. Para ello se tienen en cuenta los problemas descritos anteriormente y en especial los que afectan a latitudes medias. Se conocen antecedentes sobre dispositivos y procedimientos para predecir la variación del campo geomagnético local, como el que se describe en el documento WO 2015/013499 A1. Sin embargo, como se expone en esta memoria, las técnicas de tratamiento de las medidas de campo geomagnético para la obtención de la perturbación geomagnética local existentes en el estado de la técnica presentan notables diferencias con respecto a las que se exponen en la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un procedimiento y dispositivo capaces de obtener la componente de perturbación geomagnética local a latitudes medias a partir de la medida del campo magnético en la superficie terrestre. Dicha medida debe de ofrecer al menos la componente horizontal del campo geomagnético en la superficie de la Tierra y puede obtenerse directamente desde sensores geomagnéticos debidamente calibrados y aislados de cualquier perturbación electromagnética artificial. Dicha medida también puede obtenerse de los datos que ofrecen en tiempo real los observatorios geomagnéticos a través de conexiones remotas.
En la medida del campo magnético en la superficie terrestre se pueden englobar principalmente tres componentes; una componente interna, componente I), compuesta a su vez por la componente principal, cuyo origen está en el proceso de dinamo que tiene lugar en el interior de la Tierra y una componente debida a la corteza y manto terrestres; una componente de "Sol en calma", componente II), originada por el sistema equivalente de las corrientes ionosféricas de naturaleza diurna; y una componente de perturbación, componente III), debida a fuentes externas al entorno terrestre, como es la que se produce de manera irregular y esporádica por causa de la actividad solar.
La presente invención trata sobre la determinación de las primeras dos componentes, para obtener la tercera, la perturbación geomagnética local generada por la actividad solar, con objeto de poder predecir situaciones potencialmente peligrosas como las que se han enumerado en el epígrafe Problema técnico a resolver.
La técnica usada en la presente invención determina en primera instancia la componente II), que posee variación (de magnitud considerable, del orden de decenas de nanoteslas) de periodo de tiempo más corto (un día), frente a periodos del orden de meses, o mayores, de la componente I). Este método contrasta con el modo tradicional de proceder, en el que se suele obtener en primera instancia la componente I, por poseer variaciones más lentas. Esto es posible gracias al método usado en la presente invención para la obtención de la componente II), que mediante un modelo de comportamiento de día en calma es capaz de determinar de manera unívoca la curva de variación diaria para los días no afectados por perturbaciones externas.
Además, la correcta determinación de la componente II) durante un conjunto de días prolongado en el tiempo, permite obtener la componente I). Aunque la componente I) posee variaciones lentas, su comportamiento es difícil de pronosticar. Existen modelos geomagnéticos, como es el modelo IGRF (International Geomagnetic Reference Field, Campo Geomagnético de Referencia Internacional), que proporcionan estas componentes para valores pasados, presentes, y con proyección en algunos años hacia el futuro (no más de cinco), pero su precisión, tanto espacial como temporal, no suele ser suficiente para muchas aplicaciones.
Como consecuencia, en la presente invención, la componente I) se obtiene de los datos medidos, pero no directamente, sino después de realizar una parte del procesamiento para la obtención de la componente II . Esta forma de proceder aporta a la invención dos características importantes, por un lado, independencia absoluta del procedimiento sobre datos externos, y por otro lado mayor precisión para la obtención de las componentes para la localización concreta de la medida, pues no se depende de datos derivados con carácter global como ocurriría con el uso de índices o modelos geomagnéticos.
Para determinar la componente II), como se ha mencionado, se realiza un ajuste de un modelo de día en calma a los datos representativos de la variación diaria. Para ello, previamente se sustrae de manera auxiliar una curva suave de tendencia de los valores de noche, es decir, una curva que une los valores del campo geomagnético medido en las horas de noche, menos afectadas por la variación diaria. Analizando la bondad del ajuste del modelo a los datos se obtiene una valoración de la calma geomagnética de los mismos, es decir, es posible conocer cuándo los datos poseen una curva de variación diaria representativa de día en calma. Esta característica hace posible la determinación de la componente I) a partir de la acumulación de días calificados como de calma.
La componente I) se puede determinar de varias formas, por ejemplo mediante una curva de interpolación de valores promedios mensuales o anuales de los días en calma geomagnética seleccionados de la forma descrita anteriormente. Una variante puede ser usar como alternativa sólo los días de calma oficiales (International Quiet Days) establecidos internacionalmente por GFZ-Potsdam. Otra variante puede ser usar los valores promedio mensuales o anuales de los observatorios geomagnéticos más cercanos a la zona de medida.
La componente III) de perturbación geomagnética (objetivo final de la presente invención) se obtiene eliminando las componentes I) y II) a los datos medidos. Para los días de calma geomagnética en los que el modelo ofrece un ajuste bueno a los datos, la componente II) que debe de eliminarse es precisamente la curva de variación diaria obtenida del ajuste del modelo. Para los días en los que el ajuste del modelo no es bueno, se presentan varias alternativas. Se puede eliminar la curva de variación diaria del día en calma más próximo en el tiempo, el promedio de varios días o incluso no eliminar ninguna curva de variación diaria.
En el estado de la técnica existen métodos de interpolación para datos de medida geomagnética, por ejemplo, en el documento WO 2015/013499 A1 , pero el objetivo suele ser siempre la determinación de la componente I), de variación más lenta y menor complejidad que la curva de variación diaria a latitudes medias. El carácter innovador de la presente invención es posible gracias a la aplicación del modelo de día en calma. Dicho modelo se define mediante una curva de interpolación suave que pase por puntos que se encuentran fijados a determinada posición temporal del día. El modelo representa la variación geomagnética sufrida en la zona iluminada de la Tierra, zona de día, por tanto, se diferencian dos tipos de puntos, unos fijados a intensidad nula en las horas de noche, puntos (N), y otros libres en cuanto a intensidad, en la zona de día, puntos (P), y que ofrecen como parámetros los grados de libertad necesarios para el ajuste del modelo. Para que la curva de variación diaria pueda tomar cualquier forma posible típica de las latitudes magnéticas medias, y al mismo tiempo, impedir que el modelo ofrezca un ajuste bueno a otras variaciones geomagnéticas de perturbación externa que deben de quedar excluidas, los puntos (P) deben de ser cuatro, estar colocados en la horas de día (entre las 6 h y 18 h) y con una distancia entre ellos entre una y tres horas.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar esta descripción, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña, como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: la figura 1 muestra en el panel a) la evolución temporal de la componente horizontal del campo geomagnético local, componente H, en un periodo concreto de tiempo (del 9 al 13 de marzo de 2001), en una localización concreta (observatorio de San Pablo de los Montes, Toledo, España) a modo de ejemplo y además incluye las curvas implicadas en el procedimiento objeto de la invención y en el panel b) la figura muestra el resultado de aplicar el procedimiento objeto de la invención, es decir, la componente III) de perturbación geomagnética local; la figura 2 ilustra el diagrama de flujo del procedimiento para la determinación de la perturbación geomagnética local en la superficie terrestre;
la figura 3 es un detalle ampliado del ajuste de los datos a la curva de variación diaria en un intervalo temporal de un día de duración;
la figura 4 representa un esquema del dispositivo asociado a la invención sobre una de las realizaciones preferentes de la misma. A continuación se incluye una lista con los distintos elementos que se representan en las figuras:
1 1 (trazo continuo): componente horizontal del campo geomagnético medido;
12 (trazo de puntos): curva de tendencia de valores de noche calculada;
13 (trazo discontinuo de guión grueso): curva de variación diaria de la componente horizontal del campo geomagnético local calculada;
14 (trazo discontinuo de guión fino): línea base asociada a la componente horizontal del campo geomagnético local asociada al campo magnético generado en el interior, la corteza y el manto terrestres;
15: perturbación magnética de la componente horizontal del campo magnético local;
20: bloque del diagrama de flujo de pre-procesado de la componente horizontal de campo geomagnético medido;
21 : bloque del diagrama de flujo para la determinación de la curva de variación diaria;
22: bloque del diagrama de flujo para la determinación de la línea base;
23; bloque del diagrama de flujo para el cálculo final que determina la perturbación geomagnética local;
211 : etapa de determinación y sustracción de la curva auxiliar de tendencia de los valores de noche;
212: etapa de ajuste del modelo de variación diaria a los datos procedentes de la etapa anterior;
213: etapa de decisión sobre la determinación o no de los datos actuales como pertenecientes a día geomagnético en calma;
214: etapa de búsqueda del día geomagnético en calma más cercano al actual en la base de datos 225, que se ejecuta tras una respuesta negativa en 213;
225: base de datos de los días geomagnéticos en calma guardados tras respuestas positivas en 213;
226: etapa de cálculo de la línea base;
31 (trazo continuo): curva de los datos a ajusfar por el modelo de día en calma, calculados a partir de la componente horizontal de campo magnético y una vez sustraída la curva auxiliar de tendencia de los valores de noche;
32 (trazo discontinuo de guión grueso): curva de variación diaria obtenida del ajuste del modelo de día en calma; • 331-334: puntos de control del spline cúbico, de tipo (N), fijos en posición temporal (horizontal) y en intensidad (vertical), del modelo de día en calma;
• 341-344: puntos de control del spline cúbico, de tipo (P), fijos en posición temporal pero libres en intensidad, del modelo de día en calma;
· 40: dispositivo de obtención de la perturbación geomagnética local;
• 41 : unidad de entrada de datos del dispositivo 40;
• 42: CPU del dispositivo 40;
• 43: unidad de almacenamiento de datos del dispositivo 40;
• 44: unidad de salida de datos del dispositivo 40.
DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Como es sabido, la medida del campo magnético en la superficie terrestre posee diferentes contribuciones que, en determinadas situaciones, pueden ser identificadas como tres componentes distintas:
I) una componente interna, compuesta por la componente principal, cuyo origen está en el proceso de dinamo que tiene lugar en el interior de la Tierra y una componente debida a la corteza y manto terrestre;
II) una componente de "Sol en calma", originada por el sistema equivalente de las corrientes ionosféricas de naturaleza diurna;
III) una componente de perturbación, debida a fuentes externas al entorno terrestre, como es la que se produce de manera irregular y esporádica por causa de la actividad solar.
La presente invención trata sobre la determinación de las primeras dos componentes I), II) para obtener la perturbación geomagnética local generada por la actividad solar, componente III), con objeto de poder predecir situaciones potencialmente peligrosas como las que se han enumerado en el epígrafe Problema técnico a resolver.
Visión global del procedimiento
Para dar una visión global y una mejor comprensión del procedimiento se han realizado las figuras 1 y 2 que muestran las curvas implicadas en el procedimiento y un diagrama de flujo del mismo, respectivamente. En la figura 1 se ha representado en el panel superior (1a) la evolución de la componente horizontal del campo geomagnético local medido, curva (11), junto con las diferentes curvas implicadas en el procedimiento, (12)-(14). En el panel inferior (1 b) se ha representado el resultado de aplicar el procedimiento descrito en la presente invención, curva (15). En el caso de la figura 1a, los datos medidos, representados por (11), han sido proporcionados por el observatorio geomagnético de San Pablo de los Montes en Toledo, España, identificado internacionalmente con las siglas SPT (código dado por el organismo IAGA, International Association of Geomagnetism and Aeronomy). El número entre paréntesis que figura en el título del eje de ordenadas corresponde al valor (expresado en nanoteslas, nT) que hay que sumar a los valores ofrecidos en el eje de ordenadas para obtener el valor absoluto de la medida. En el eje de abscisas inferior se representa el tiempo en el que se hace la medición, dado en hora local magnética (MLT). El eje de abscisas superior representa tiempo expresado en tiempo universal (UT). La diferencia de 16 minutos que se aprecia entre ambas escalas de tiempo corresponde a la diferencia temporal equivalente a la diferencia entre la longitud geográfica de referencia del meridiano de Greenwich y la longitud del observatorio SPT donde se realiza la medida. La ventana temporal de la figura 1 tiene una duración de cinco días. En la figura 2 se muestra el diagrama de flujo del procedimiento completo. Como puede observarse existe un bloque inicial (20), dos bloques o sub-procedimientos principales orientados verticalmente (21) y (22), y un bloque final (23). Los bloques principales llevan a cabo la determinación de la componente II) en el bloque (21) y la determinación de la componente I) en el bloque (22). El bloque final (23) no es más que una sustracción de las componentes I) y II), resultados de (21) y (22), a la componente H de los datos medidos.
El primer bloque (20) es un pre-procesado de los datos medidos donde se realiza, entre otras operaciones, una asociación de los valores a su referencia temporal en el sistema local magnético MLT. Para ello es necesario que la medida del campo geomagnético se acompañe de alguna referencia temporal en la que se realiza la medida, como puede ser la hora universal (UT). Para realizar la conversión a tiempo MLT es preciso aportar la posición en longitud del lugar en la que la medida se ha realizado. Asimismo, en el pre- procesado se incluye la transformación del sistema de coordenadas, si fuera necesario, desde las componentes de campo proporcionadas por el sistema de medida a un formato del que sea posible extraer la componente horizontal (H).
La evolución del campo geomagnético local medido, dado por la curva (11) de la figura 1 , supone la superposición de las tres componentes: I), II) y III) previamente mencionadas. Para obtener lo que de ese valor corresponde a la componente de perturbación geomagnética (componente III)), medida localmente en un punto concreto de la geografía, y debida a fuentes externas, es decir, como consecuencia de la actividad solar esporádica, es necesario eliminar las componentes I) y II) descritas anteriormente. En la figura 1 a) también se representan otras tres curvas: (12) es la curva auxiliar de tendencia de valores de noche, usada en el bloque (21 1); (13) es la curva de variación diaria (componente II)), y (14) es la línea base representativa de la componente I).
La técnica usada en la presente invención determina en primera instancia la componente II) por ser la que posee variación (de magnitud considerable) de periodo de tiempo más corto (un día), frente a periodos del orden de meses o mayores de la componente I). Además, la correcta determinación de la componente II) durante un conjunto de días prolongado en el tiempo, permite obtener la componente I). Aunque la componente I) posee variaciones lentas, su comportamiento es difícil de pronosticar. Existen modelos geomagnéticos, como es el modelo IGRF, que proporcionan estas componentes para valores pasados, presentes, y con proyección en algunos años hacia el futuro (no más de cinco), pero su precisión, tanto espacial como temporal, no suele ser suficiente para muchas aplicaciones. Además, estos modelos se obtienen de procesos en los que previamente se ha eliminado la componente de perturbación externa (la componente III) mencionada) mediante una interpretación global de la misma, por ejemplo, mediante el uso de índices indicadores de perturbación geomagnética no local sino global como son el índice Dst o el índice Kp. Por tanto, cuando el propósito es obtener la perturbación geomagnética local con precisión, como en la presente invención, no es adecuado hacer uso de dichos modelos geomagnéticos. Como consecuencia, en la presente invención, la componente I) es obtenida a partir de los datos observados en la misma localización donde se realiza la medida. Esta característica se puede apreciar mejor observando el diagrama de flujo de la figura 2; la componente I, obtenida en el bloque (22), se obtiene de los datos originales medidos (20), pero no directamente, sino después de realizar una parte del procesamiento para la obtención de la componente II en el bloque (21). Esta forma de proceder aporta a la invención dos características importantes, por un lado, independencia absoluta del procedimiento sobre datos externos, y por otro lado mayor precisión para la obtención de las componentes para la localización concreta de la medida, pues no se depende de datos derivados con carácter global como ocurriría con el uso de índices o modelos geomagnéticos.
Modelo de día en calma
La componente II) de variación diaria se determina gracias a un modelo de día en calma (relativo a la componente horizontal de campo geomagnético) válido para una latitud magnética cercana a la de la localización del foco del sistema de corrientes ionosféricas (aproximadamente entre los 35° y 45° desde el ecuador en ambos hemisferios), de la presente invención. El modelo se caracteriza por estar definido mediante un spline cúbico, es decir, una curva diferenciable definida a tramos mediante polinomios cúbicos (polinomios de tercer grado). Los puntos de control son el lugar de unión de los tramos y el lugar donde se imponen ciertas condiciones que hacen que la transición ocurra de forma suave. Para un spline cúbico, dichas condiciones son tres y se deben de cumplir en cada punto de control. Estas tres condiciones implican continuidad de las funciones en los puntos de control, y se traducen en que tanto la evaluación del polinomio en el punto de control, como el de su primera derivada y su segunda derivada deben ser iguales para los dos polinomios existentes a cada lado del punto de control.
El modelo de día en calma para esta forma de realización de la presente invención está compuesto por ocho puntos de control distribuidos en el tiempo a lo largo de un día, 24 horas, de manera fija en determinadas horas del día, tal y como se muestra en la figura 3, representados por rombos y asteriscos, diferenciando dos tipos, paramétricos (P) y neutros (N), respectivamente. La figura 3 muestra dichos puntos en un ejemplo de día en calma geomagnética; a los datos mostrados como elemento (31), se ha ajustado el modelo de variación diaria, obteniendo la curva (32). Los datos mostrados en (31) no son los datos originales medidos, resultado del bloque (20), sino que previamente se ha sustraído una curva auxiliar en la etapa (211) tal y como se describe en el siguiente apartado. Los cuatro puntos (N) corresponden a dos puntos en las primeras cuatro horas del día y a otros dos puntos en las cuatro últimas horas del día, es decir, ocupando las horas de noche local (de ahí su denominación con la letra N). Estos puntos (N) están caracterizados por estar situados a una intensidad de campo magnético fijada en un valor de cero respecto del valor de base del modelo de día en calma. Los restantes cuatro puntos de control, puntos (P), están situados en la zona central, correspondientes a las horas de día del lugar y poseen la característica de tener una intensidad variable, ofreciendo cada uno de ellos un parámetro libre al modelo que permite el ajuste de los datos al mismo. Además, en los dos puntos (N) de los extremos (los correspondientes a 0 h y 24 h) se impone la condición de que la primera derivada sea nula. El modelo definido de esta forma posee cuatro grados de libertad, debido a los cuatro parámetros libres (P) de la zona central en las horas de día.
Determinación de la curva auxiliar de tendencia de los valores de noche
Puesto que se parte de datos observacionales medidos en la superficie terrestre (que, como se describió anteriormente, son el resultado de la superposición de cuatro componentes), para poder realizar un ajuste del modelo de día en calma, con el objetivo de obtener la componente II), los datos a los que se ajusta deben de contener la mínima aportación de las otras dos componentes restantes; I) y III). La técnica adoptada en la invención pasa por determinar primeramente una aproximación de las dos componentes I) y III) superpuestas, que se restan de los datos originales de manera auxiliar, y que permite realizar un ajuste del modelo de día en calma sólo a los valores de variación diaria que mejor representen la componente II). Esta curva de aproximación, a la que se ha denominado curva de tendencia de los valores de noche (elemento (12) en figura 1 b), es una curva de interpolación suave entre un sólo punto diario obtenido a partir del valor medio de las horas de noche, descrita en detalle más adelante.
Para entender la importancia y a su vez la validez de la determinación de la curva auxiliar hay que tener en cuenta el posible comportamiento de las otras dos componentes. La componente I), como ya se dijo, posee variaciones lentas comparadas con la variación diaria y, por tanto, una evaluación del tipo que se plantea con un solo punto diario (representando el valor medio de la zona de noche), es más que suficiente para asegurar su correcta descripción. La componente III) de perturbación externa contempla variaciones geomagnéticas de muy diversa índole, que para los propósitos de la presente invención podemos diferenciar en dos tipos: lll-A) variaciones de intensidad importante que perturban el campo magnético de manera irregular y esporádica, difícilmente predecibles y que impiden una correcta determinación de la componente II) de variación diaria; y III- B) variaciones suaves pero mantenidas, de más de un día de duración y que pueden estar presentes en día de calma geomagnética, debida a perturbaciones en los días previos. Las variaciones de tipo lll-A) poseen cambios rápidos e importantes que resultaran en un ajuste del modelo de día en calma no válido, y por tanto, aunque no sea posible una determinación de la misma, sí que se puede constatar su presencia mediante la medida de la bondad del ajuste, como se verá más adelante. La variación lll-B) se traduce en un aumento, o disminución suave, del nivel diario del campo geomagnético medido, y por tanto la evaluación mediante una curva obtenida por un punto diario también asegura su correcta determinación previa al ajuste.
En este punto hay que aclarar que el hecho de determinar, con carácter previo al ajuste del modelo de día en calma, la curva de tendencia (12) como aproximación de las componentes I) y lll-B), no significa que dicha variación sea eliminada de forma definitiva de los datos observacionales originales, pues como se verá más adelante, ésta sólo se usa como curva auxiliar para determinar la componente de variación diaria. Para aclarar en lo que viene la terminología usada, se diferenciará entre eliminación, término con el que se quiere señalar que es la operación de sustracción definitiva de una contribución y con la que se obtiene un resultado intermedio o final; y el término sustracción, con el que se señala que se hace la operación aritmética de resta, pero sólo como proceso intermedio que no implica la eliminación definitiva sobre los datos originales. La curva auxiliar de tendencia de los valores de noche (12) se obtiene a partir del valor promedio alcanzado en un conjunto de horas de noche que se elige de antemano dentro de un rango simétrico (máximo 4 horas) de horas anteriores y posteriores a la medianoche local de tránsito entre un día y el siguiente. En el caso del ejemplo para cinco días mostrado en la figura 1 b), los valores medios para las seis horas de noche están representados por asteriscos, la zona de las horas de noche utilizadas, desde las - 3h a las +3h respecto de la medianoche local, están marcadas con fondo de rayas oblicuas. La curva suave que pasa por dichos valores medios de noche se ha realizado mediante un spline cúbico, aunque podrían usarse otros métodos de interpolación mediante curva suave similares. Una vez determinada la curva de tendencia de los valores de noche, ésta se sustrae de los datos medidos y se procede al ajuste del modelo de día en calma sobre el resultado de la sustracción.
Calificación y almacenamiento de días geomagnéticos en calma El ajuste del modelo de día en calma a los datos se puede realizar mediante la minimización de una función como la del error cuadrático medio y evaluando la bondad del ajuste por medio del chi cuadrado. El método usado es un proceso iterativo en el que se establecen unos valores iniciales para los cuatro parámetros del mismo y se evalúa la bondad del ajuste. En el proceso, se modifican los parámetros hacia el valor que minimice la función de error, de forma que estos deben de converger hacia un valor estable siempre que los datos posean una variación diaria típica de día geomagnético en calma. El método iterativo puede acabar mediante un número de iteraciones (si no converge) o mediante el establecimiento de un umbral en el incremento relativo del valor de la bondad del ajuste entre una iteración y la siguiente, de manera que para incrementos inferiores al umbral, asegure que se ha finalizado el proceso de convergencia del mismo.
El valor final de la bondad de ajuste (valor del chi cuadrado) se usa en esta etapa (213), ver figura 2, para discriminar entre día en calma del que no lo es. Si el valor es suficientemente elevado indica que el ajuste no es bueno, seguramente porque los datos poseen perturbación geomagnética y, por tanto, no puede ser considerado como día en calma. La curva así determinada no debe de usarse como componente II). Por otro lado, el resultado con un valor del chi cuadrado pequeño confirma que la curva resultante del ajuste es una curva válida de día en calma y, por tanto, no sólo se debe de eliminar como componente II), sino que debe de ser almacenada en una base de datos (etapa (225) en figura 2) que permitirá determinar la componente I).
Para realizar esta discriminación de forma adecuada, se establece un valor umbral para la bondad del ajuste, que puede ser determinado de varias formas dependiendo de la cantidad de datos previos conocidos. Si se tienen datos históricos de manera continuada durante varios años, es posible realizar un estudio de la distribución de probabilidad de los valores del chi cuadrado obtenidos para los ajustes del modelo a cada día y establecer el umbral en un valor suficientemente alto como para asegurar una probabilidad cercana a cero de encontrar un día en calma para valores por encima de ese umbral. Si no se poseen datos históricos de forma continuada pero sí un período de varios días, para establecer el umbral se puede realizar un estudio comparativo del valor de la bondad de ajuste entre días calmados y perturbados. En el caso más desfavorable que no se posea ningún dato previo, se sabe que el modelo de día en calma descrito en la presente invención posee cuatro grados de libertad, por tanto, la distribución del chi cuadrado teórica suponiendo sólo días en calma con una distribución de error normal, puede servir de referencia para establecer el umbral en un valor que indique una probabilidad de encontrar un día en calma superior al 99.9%.
En el caso particular de la presente forma de realización de la invención, el umbral ha sido obtenido a partir de la función de distribución del chi cuadrado que resulta del ajuste de los datos desde 1997 hasta 2012, estableciendo el umbral en 40.
Cuando un valor de la bondad del ajuste supera el umbral establecido, como se ha comentado anteriormente, la curva obtenida en el ajuste no debe usarse como representativa de día en calma pues indica la presencia de perturbación geomagnética. Esto no implica la no existencia de una componente de variación diaria, pues ésta está siempre presente y, por tanto, debe de usarse otra curva alternativa (etapa (214) del procedimiento de la figura 2). Uno de los métodos más extendidos en uso es el de promediar varios días en calma representativos del mes (los IQDs u otros equivalentes elegidos a partir de los datos del observatorio), pero como ya se describió anteriormente, esta no es la mejor opción a adoptar debido a la variabilidad día a día que pueden presentar las curvas de variación diaria, especialmente a las latitudes para las que se usa la presente invención. La curva de variación diaria a usar de forma alternativa que implica una menor probabilidad de error es la curva de día en calma válida más cercana en el tiempo. Como puede apreciarse a simple vista en la figura 1 b), el día 12 de marzo posee una componente de perturbación mayor que el resto de días, el resultado del ajuste del modelo de día en calma para ese día resulta en un valor del chi cuadrado superior al umbral y, por tanto, se ha considerado como curva de variación diaria válida la curva del día anterior, que fue catalogado como día en calma por la bondad de su ajuste, como puede apreciarse a simple vista al comparar las curvas (1 1) y (13) en la figura 1 b).
Determinación de la componente I)
Como ya se ha mencionado anteriormente, la componente I) posee variaciones lentas, del orden de unos pocos nanoteslas (nT) en un periodo superior al mes y, por tanto, pueden eliminarse de forma conjunta por tener periodicidades muy superiores a la de interés, que es de un día. El método usado para ello es mediante la generación de una curva suave de interpolación, línea base, que pasa por puntos separados una distancia temporal. Con objeto de tener en consideración, si se desea, variaciones magnéticas con periodicidades grandes (estacionales, anuales, de ciclo, etc.) se considera que la distancia temporal mínima entre puntos debe ser al menos de un mes, aunque otras distancias superiores pueden ser elegidas.
Los valores de los puntos por los que pasa dicha línea base pueden obtenerse de los valores promedios del intervalo temporal considerado. Estos valores promedio pueden obtenerse de diferentes formas. En su forma prioritaria de funcionamiento éstos son calculados a partir de los días geomagnéticos en calma catalogados como válidos y almacenados en la base de datos (225) como producto de la etapa (213). En el caso de la figura 1 b), la línea base así obtenida con valores anuales se muestra como elemento (14). En caso de que no se disponga de suficientes elementos en la base de datos (225) debido, por ejemplo, a la puesta en funcionamiento por primera vez del dispositivo, se pueden usar los valores promedio oficiales que ofrecen los observatorios geomagnéticos o, en su defecto, los valores promedio calculados a partir de los ofrecidos por modelos geomagnéticos como el IGRF.
Determinación de la perturbación geomagnética Una vez determinada la línea base (14), representativa de la componente I), resultado del bloque (22) de la figura 2, y la curva de variación diaria (13), representativa de la componente II), obtenida como resultado del bloque (21), éstas son eliminadas de los datos medidos pre-procesados para obtener el valor de la perturbación geomagnética local, componente III), representado en la figura 2 como bloque (23).
Dispositivo para la implementación del procedimiento
El procedimiento descrito en la presente invención puede implementarse por ejemplo, en un dispositivo como el mostrado en la figura 4 como elemento (40). Los datos de entrada (41) se obtienen mediante una conexión remota a ficheros que pueden ser actualizados en tiempo real y que contienen la componente horizontal del campo geomagnético medido al menos por dos sensores magnéticos debidamente alineados en el plano horizontal. Los sensores pueden ser de tipo fluxgate y la medida debe ser estable en el tiempo y estar aislada de interferencias por tecnología externa. Además, se debe registrar el tiempo de referencia local magnético, para el cual se necesita conocer, al menos, la hora de tiempo universal (UT) en la que se realiza cada medida, y la coordenada de la longitud geomagnética del punto de medida. La entrada de datos puede realizarse directamente a un fichero de texto con los datos actualizados con la medida más reciente.
El dispositivo (40) posee una unidad de control y proceso (42), CPU, del procedimiento descrito en la presente invención. La unidad de cálculo debe ser capaz de realizar valores promedios, diferencia aritmética de vectores de datos (curvas), cálculo de spline cúbicos y cálculo de error cuadrático medio y de chi cuadrado. La unidad de proceso debe ser capaz de implementar el procedimiento mostrado en la figura 2 y, por tanto, debe ser capaz de ejecutar sentencias de control del tipo // para la etapa (213) y bucles for para el procesado iterativo de ajuste del modelo de día en calma de la etapa (212). Además, para la base de datos descrita como etapa (225) se usa un sistema de almacenamiento de datos (43) al que la unidad de control puede acceder en cualquier momento.
Por último, la salida (44) con los datos de perturbación geomagnética de la componente horizontal local puede realizarse a ficheros de texto e imágenes que mantenga la última actualización y, a su vez, a una pantalla que muestre una gráfica con los mismos. Los expertos en la materia comprobarán las ventajas que se derivan de la invención descrita. La protección de esta invención se realiza al amparo de la descripción realizada, incluyendo los dibujos, y queda reflejada por lo expresado en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local (15) a latitudes medias, que comprende las etapas de:
a) obtención de la medida de la componente horizontal de campo geomagnético local (1 1), mediante el tratamiento de los datos originales suministrados por los sensores magnéticos el magnetómetro ubicado en el lugar;
b) determinación de una curva de variación diaria (13), que representa la contribución de origen ionosférico de la componente horizontal de campo geomagnético medido en la superficie terrestre;
c) determinación de una curva de línea base (14), que representa la contribución de campo magnético asociada al núcleo, corteza y manto terrestres de la componente horizontal de campo geomagnético medido en la superficie terrestre; d) obtención de la perturbación geomagnética local (15) como resultado de eliminar de la componente horizontal del campo geomagnético local medido (1 1), los valores de la contribución ionosférica (13) y los valores de la contribución del interior de la Tierra (14); caracterizado por que para la obtención de la curva de variación diaria (13) se analiza, incluso en tiempo real, si se está ante un día en calma o un día perturbado, con el siguiente procedimiento:
1) se determina una curva auxiliar de tendencia de los valores de noche (12);
2) se sustrae la curva de tendencia de los valores de noche (12) a los valores de la componente horizontal de campo magnético medido (1 1);
3) se ajusta un modelo de día en calma (212) a los datos obtenidos en el paso 2), estando el modelo de día en calma geomagnética definido mediante una curva de spline cúbico con cuatro puntos de control de intensidad variable, que funcionan como parámetros libres y que se encuentran situados con una separación fija entre ellos abarcando todas las horas de día local, y con puntos de control con intensidad de valor cero para las horas de noche local;
4) se clasifica, a partir de los valores de la bondad del ajuste realizado en el paso 3) y con los umbrales establecidos según el caso, si los datos pueden catalogarse como los de un día en calma geomagnética o los de un día perturbado;
5) se establecen los datos ajustados del modelo de día en calma, para los días clasificados como día en calma, como curva de variación diaria.
2. - Procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local (15) a latitudes medias, según la reivindicación primera, caracterizado por que la contribución del interior de la Tierra (14) se determina mediante un valor promedio de los datos existentes en una base de datos del procedimiento de días clasificados previamente como en calma.
3. - Procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local a latitudes medias, según la reivindicación primera o segunda, caracterizado por que la curva de variación diaria (13), usada para un día clasificado como perturbado, es la curva de variación diaria del día clasificado como en calma más próximo en el tiempo.
4. - Procedimiento de obtención de la perturbación geomagnética local (15) a latitudes medias, según cualquiera de las reivindicaciones primera a tercera caracterizado por que la clasificación de día en calma geomagnética (213) se realiza mediante una valoración de la bondad del ajuste del modelo de día en calma (212) a los datos de la componente horizontal de campo magnético medido (11), una vez sustraídos los datos de la curva auxiliar de tendencia de los valores de noche (12).
5.- Dispositivo de obtención de la perturbación geomagnética local (15) a latitudes medias caracterizado por que ejecuta el procedimiento descrito en las reivindicaciones 1 a 4.
6.- Dispositivo de obtención de la perturbación geomagnética local a latitudes medias, según la reivindicación primera, caracterizado por que comprende:
- una unidad de entrada de datos (41),
- una unidad de control y proceso (CPU) (42),
- una unidad de almacenamiento (43),
- una unidad de salida de datos (44).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111752966A (zh) * 2020-06-09 2020-10-09 中国人民解放军火箭军工程大学 一种地球变化磁场扰动分析系统及方法
CN113128003A (zh) * 2021-03-29 2021-07-16 国网浙江省电力有限公司检修分公司 基于区块大地电性结构的地磁扰动地电场计算方法
CN114152990A (zh) * 2021-11-29 2022-03-08 北京大学 一种地磁ap指数计算方法及系统、存储介质及终端
CN115856986A (zh) * 2023-03-03 2023-03-28 数字太空(北京)智能技术研究院有限公司 一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115624A (zh) * 2013-01-24 2013-05-22 南京航空航天大学 一种基于地磁匹配的地磁日变修正方法
KR101539036B1 (ko) * 2014-12-30 2015-07-28 대한민국(국립전파연구원 우주전파센터장) 지구 자기장 유도 전류 상관 계수 산출 장치 및 그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115624A (zh) * 2013-01-24 2013-05-22 南京航空航天大学 一种基于地磁匹配的地磁日变修正方法
KR101539036B1 (ko) * 2014-12-30 2015-07-28 대한민국(국립전파연구원 우주전파센터장) 지구 자기장 유도 전류 상관 계수 산출 장치 및 그 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CLUA DE GONZALEZ ET AL.: "Local-time variations of geomagnetic disturbances during intense geomagnetic storms and possible association with their interplanetary causes", ADVANCES IN SPACE RESEARCH, vol. 51, no. 10, 2013, pages 1924 - 1933, XP055547309, ISSN: 0273-1177, Retrieved from the Internet <URL:DOI:10.1016/j.asr.2012.10.029> [retrieved on 20170620] *
GLEISNER, H ET AL.: "A neural network-based local model for prediction of geomagnetic disturbances", J. GEOPHYS. RES., vol. 106, no. A5, 1 May 2001 (2001-05-01), pages 8425 - 8433, XP055427719, Retrieved from the Internet <URL:https://doi.org/10.1029/2000JA900142> [retrieved on 20170620] *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111752966A (zh) * 2020-06-09 2020-10-09 中国人民解放军火箭军工程大学 一种地球变化磁场扰动分析系统及方法
CN111752966B (zh) * 2020-06-09 2023-11-24 中国人民解放军火箭军工程大学 一种地球变化磁场扰动分析系统及方法
CN113128003A (zh) * 2021-03-29 2021-07-16 国网浙江省电力有限公司检修分公司 基于区块大地电性结构的地磁扰动地电场计算方法
CN113128003B (zh) * 2021-03-29 2022-08-16 国网浙江省电力有限公司检修分公司 基于区块大地电性结构的地磁扰动地电场计算方法
CN114152990A (zh) * 2021-11-29 2022-03-08 北京大学 一种地磁ap指数计算方法及系统、存储介质及终端
CN115856986A (zh) * 2023-03-03 2023-03-28 数字太空(北京)智能技术研究院有限公司 一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备
CN115856986B (zh) * 2023-03-03 2023-04-25 数字太空(北京)智能技术研究院有限公司 一种地球轨道航天器粒子辐射环境的计算方法及设备

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