행성간 자기장(Interplanetary Magnetic Field)이 남쪽방향으로 전환되면서 발생된 2003년 자기폭풍 동안 한반도 상공 전리층의 총 전자수 함유량(Total Electron Content, TEC) 변화에 대해 알아보았다. 남쪽방향의 행성간 자기장과 지구 자기장의 상호작용에 의해 고위도에서 유도된 전기장과 저위도 전리층으로 전파된 전기장이 저위도 지역의 TEC 증가와 관련 있는 것으로 생각된다. 데이터 분석결과 2003년 6월 16일에 발생한 이벤트 동안에는 낮 지역 TEC 값이 약 15% 증가하였다. F2층의 최대 높이를 나타내는 hmF2는 300km 까지 상승되었으며, 수직방향 $E{ imes}B$ 표류운동은 아랫방향으로 나타났다. 이것은 남쪽방향의 행성간 자기장 동안 고위도 지역으로 유입된 에너지에 의해 발생한 전리층의 교란된 다이나모 전기장이 TEC을 증가시킨 것으로 추정된다. 그러나 11월 20일에 발생한 이벤트 동안에는 전리층으로 전파된 서쪽방향 전기장에 의해 밤 지역 TEC 갈이 약 10% 증가한 것으로 보여 진다. 행성간 자기장이 남쪽방향으로 전환됨과 동시에 hmF2 높이는 200km까지 감소되었으며, 아랫방향 $E{ imes}B$ 표류운동이 나타났다. 또한 행성간 전기장 y성분과 수직방향 TEC 값이 거의 비슷하게 변화하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과들은 서로 다른 원인에 의해 발생하였지만 전리층의 교란된 전기장이 한반도 상공의 순간적인 TEC 값 증가에 중요한 요인으로 작용함을 보여 준다.
By analyzing the observations from a number of ground- and space-based instruments, including ionosonde, magnetometers, and ACE interplanetary data, we examine the response of the ionospheric TEC over Korea during 2003 magnetic storms. We found that the variation of vertical TEC is correlated with the southward turning of the interplanetary magnetic field $B_z$. It is suggested that the electric fields produced by the dynamo process in the high-latitude region and the prompt penetration in the low- latitude region are responsible for TEC increases. During the June 16 event, dayside TEC values increase more than 15%. And the ionospheric F2-layer peak height (hmF2) was ${sim}300km$ higher and the vertical $E{ imes}B$ drift (estimated from ground-based magnetometer equatorial electrojet delta H) showed downward drift, which may be due to the ionospheric disturbance dynamo electric field produced by the large amount of energy dissipation into high-latitude regions. In contrast, during November 20 event, the nightside TEC increases may be due to the prompt penetration westward electric field. The ionospheric F2-layer peak height was below 200km and the vertical $E{ imes}B$ drift showed downward drift. Also, a strong correlation is observed between enhanced vertical TEC and enhaaced interplanetary electric field. It is shown that, even though TEC increases are caused by the different processes, the electric field disturbances in the ionosphere play an important role in the variation of TEC over Korea.
