地磁気データ解析講習in データ解析講習会 at NIPR

担当：阿部（九大 SERC ）

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Outline1. IUGONET で取り扱う地磁気・地磁気活動度データ2. 九大 SERC の地磁気観測網の紹介（ MAGDAS ）3. UDAS による IUGONET 機関地磁気データプロット

• IUGONET が提供するデータ解析ソフトウェア（ UDAS ）の　 使い方に慣れる（午前中の復習も兼ねる）• 地磁気のラインプロットや、簡単なデータ解析が できるようになる• 他のデータとの統合的な解析に抵抗なく進めるようになる

Purpose

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IUGONET で取り扱う地磁気・地磁気活動度データ 下は IUGONET 参加機関の所有する観測機器と範囲を示した図。地磁気による超高層分野の研究には長い歴史がある。 IUGONET においても複数の参加機関が地磁気観測をおこなっており、地上全域をカバーしている。

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IUGONET で取り扱っている地磁気・地磁気活動度データ 現在 UDAS に組み込まれている IUGONET 参加機関の地磁気データと load procedure は以下のとおり（制限のあるものもあり。詳細は各 load procedure やウェブサイトを参考） http://www.iugonet.org/software/install.html

観測データ 提供機関 ロードプロシージャ名AE, Dst, ASY/SYM 指数、観測所地磁気データ WDC 形式 1

時間値・ 1 分値京大 WDC iug_load_gmag_wdc

昭和基地、アイスランド地磁気 極地研 erg_load_gmag_nipr

(iug_load_gmag_nipr)

210°地磁気観測網 名大、九大、 NICT 、東北大 erg_load_mag_mm210

(iug_load_gmag_mm210)

MAGDAS 地磁気 九大 iug_load_mag_serc2011/07/27 データ解析講習会＠ NIPR 4

九大 SERC の地磁気観測網（ MAGDAS ） MAGDAS/CPMN は、九州大学宙空環境研究センターが展開している世界規模の地上磁力計および FMCW レーダ観測ネットワークです。

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九大 SERC の地磁気観測網（ MAGDAS ） 最近使用されている磁力計（フラックスゲート 3 軸）

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九大 SERC の地磁気観測網（ MAGDAS ） スタッフ / 学生が現地人と協力して各観測点に磁力計を設置します

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3 月に行ったセブ島での磁力計設置風景

サイパン島で磁力計設置場所検討中

穴を掘る学生さん

UDAS による IUGONET 機関地磁気データプロットUDAS 使用のおおまかな流れ

UDAS を初期化する解析する時間幅を入力するload procedure でデータを読むtplot 変数を確認するそのままプロットするデータや時間幅を処理してプロットする

※ 別観測機器との比較プロットは、続く講習で勉強します2011/07/27 データ解析講習会＠ NIPR 8

UDAS を初期化する• UDAS 使用前にパッケージをダウンロードし、パスを通しておく。• IDL を立ち上げた後、

　を入力し UDAS の初期化完了• プロンプトが “ THEMIS 〉”に変わっていることを確認※ 午前中の復習事項

IDL 〉 thm_init

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解析する時間幅を入力する解析時間幅は、以下の書式で入力

例 1 ） 2008 年 3 月 26 日の 1 日分を指定

例 2 ） 2011 年 5 月 1 日の 02:00:00 から 4 時間分を指定

以下、 例 1 の時間幅で講習を進めていく

THEMIS 〉 timespan,’yyyy-mm-dd/hh:mm:ss’[,n,/<option>]

THEMIS 〉 timespan,’2008-03-26’ 　

THEMIS 〉 timespan,’2011-05-01/02:00:00’,4,/hours

← （ ,/1,/day を続けても可）

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load procedure でデータを読む• データの読み込みは、各機関提供の load procedure を使う

( 詳細は各 load 　 procedure の中や、 crib sheet を読むこと )

THEMIS 〉 iug_load_gmag_serc,site=[‘asb’] THEMIS 〉 erg_load_gmag_mm210,site=[’bsv’] THEMIS 〉 erg_load_gmag_nipr, site=[‘syo’]THEMIS 〉 iug_load_gmag_wdc,site=[‘ae’]

• 以上の 4 操作だけで– MAGDAS の芦別観測点– 210MM のバーズビル観測点– 極地研の昭和観測点– 京大 WDC の AE 指数を読み込むことができる

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load procedure でデータを読む• データを読み込んだ際、各機関の rules of

the road が IDL ウィンドウに表示される。内容を必ず確認しておくこと！←データ利用者として必ず守るべきルールや謝辞の方法などが記載されています！

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tplot 変数を確認する

各 tplot 変数の詳細を知るには

THEMIS 〉 tplot_names

THEMIS 〉 tplot_names, tplot 変数名 or 番号 ,/verbose

THEMIS> tplot_names% Compiled module: TPLOT_NAMES. 1 magdas_mag_asb 2 mm210_mag_bsv_1min_hdz 3 mm210_mag_bsv_1h_hdz 4 nipr_mag_syo_1sec 5 wdc_mag_ae_prov_1min

今回の例では。。。

THEMIS 〉 tplot_names, magdas_mag_asb,/verboseを試してみよう2011/07/27 データ解析講習会＠ NIPR 13

そのままプロットするTHEMIS 〉 tplot,[‘tplot 変数名’ , または tplot 変数番号 … ]

THEMIS 〉 tplot,['magdas_mag_asb','mm210_mag_bsv_1min_hdz','nipr_mag_syo_1sec','wdc_mag_ae_prov_1min']

MAGDAS 芦別210MM バーズビルNIPR 昭和基地WDC AE,AU,AL,AO,AX

ちょっと見づらいかな？と思ったら次ページへGO！2011/07/27 データ解析講習会＠ NIPR 14

データや時間幅を処理してプロットする; 時間軸を変更tlimit, '2008-03-26/08:00','2008-03-26/22:00'

; 芦別地磁気を各成分に分解;H成分から平均値を差し引くsplit_vec,'magdas_mag_asb'tsub_average, 'magdas_mag_asb_0'

; バーズビル地磁気を各成分に分解split_vec,'mm210_mag_bsv_1min_hdz'

; 昭和地磁気を各成分に分解;H成分を 1 分平均値化split_vec,'nipr_mag_syo_1sec'avg_data,'nipr_mag_syo_1sec_x',60

;AE 指数を各成分に分解split_vec,'wdc_mag_ae_prov_1min'; 処理した結果（各観測点の H成分と、 AE 指数）をプロットtplot,['magdas_mag_asb_0-d','mm210_mag_bsv_1min_hdz_x','nipr_mag_syo_1sec_x_avg','wdc_mag_ae_prov_1min_0']

芦別BSV

昭和AE

簡単な処理で、見たい部分だけをはっきりと表示できる

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データや時間幅を処理してプロットする; 時間軸を前回のものに戻すtlimit,/last

;正規表現による tplot 。; 芦別地磁気各成分（絶対値）プロットtplot,'magdas_mag_asb_?‘

; 芦別地磁気各成分（平均値を引いたもの）; を作成tsub_average, 'magdas_mag_asb_1'tsub_average, 'magdas_mag_asb_2'tsub_average, 'magdas_mag_asb_3';y 軸の幅を -50～ 50 に変更後プロットylim, 'magdas_mag_asb_?-d', -50, 50tplot,'magdas_mag_asb_?-d'

スケールの統一も簡単にできる

Tplot の際には、変数の指定に正規表現を使うことが可能

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データや時間幅を処理してプロットする; 昭和地磁気 H成分をウェーブレット解析wav_data,'nipr_mag_syo_1sec_x',/kol ,maxpoints=24l*3600*2

; カラープロットの幅指定zlim,'*pow', .0001,.1,1

; 昭和地磁気 H成分と; ウェーブレット結果の表示tplot,['nipr_mag_syo_1sec_x','nipr_mag_syo_1sec_x_wv_pow']

生プロットだけではなくデータ解析後の表示もできる以下は、ウェーブレット解析の例

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データや時間幅を処理してプロットする; 昭和地磁気 H成分に Pc5帯（ 150s-600s ）でバンドパスフィルタ;tplot 変数から値を取り出すget_data, 'nipr_mag_syo_1sec_x', data=x

;thm_lsp_filter を逐次実行してみるflow = 1d/600fhigh =1d/150dt=1db=120.0nyquist = 0.5d/dtfhigh = double(fhigh/nyquist) < 1.dflow = double( flow/nyquist) > 0.dfmin = min([flow, fhigh])npts = long(!pi/fmin) > 1npts = npts < n_elements(x.y)

; デジタルフィルタの定義cofs = digital_filter(flow,fhigh,db,npts, /double)

バンドパスフィルタをかけてみる。一度 tplot 変数からデータを取り出して処理した後戻すこともできるので、 TDAS にない処理も簡単です

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;畳み込みと tplot 変数再格納x.y = convol(x.y,cofs,/edge_t,/nan)store_data, ‘nipr_mag_syo_1sec_x_filt’, data=x

; 昭和地磁気 H成分とバンドパス表示tplot,['nipr_mag_syo_1sec_x','nipr_mag_syo_1sec_x_filt']

データや時間幅を処理してプロットする

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このような図が描けましたか？