OBIETTIVI DETERMINAZIONE DELLA FENOMENOLOGIA DELLO SPACE WEATHER, CONSIDERANDO IL SISTEMA SOLE-TERRA CON APPROCCIO INTEGRATO.

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Adolfo Rocca
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2 OBIETTIVI DETERMINAZIONE DELLA FENOMENOLOGIA DELLO SPACE WEATHER, CONSIDERANDO IL SISTEMA SOLE-TERRA CON APPROCCIO INTEGRATO SVILUPPO DI MODELLI DEL SISTEMA FISICO SOLE-ELIOSFERA-MAGNETOSFERA mediante STUDIO DELL ORIGINE DELLE PERTURBAZIONI SOLARI STUDIO DEGLI EFFETTI DELLE SEP E DELLE PERTURBAZIONI DEL VENTO SOLARE NELLO SPAZIO CIRCUMTERRESTRE STUDI DEI PROCESSI DINAMICI DELLA MAGNETOSFERA MEDIANTE RETI MAGNETOSFERICHE

3 SPACE WEATHER: CAMPO D INDAGINE Messerotti et al., 2009

4 SPACE WEATHER: GLI EFFETTI

5 SPACE WEATHER: LA RICERCA ITALIANA Torino Firenze Trieste L Aquila Roma Napoli INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) Torino Osservatorio Astronomico Trieste Osservatorio Astronomico Firenze Osservatorio Astrofisico Roma Osservatorio Astronomico Roma IFSI-Ist. di Fisica dello Spazio IP Napoli Osservatorio Astronomico Palermo Osservatorio Astronomico Catania Osservatorio Astrofisico CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) IFA Iistituto di Fisica dell Atmosfera INGV Istituto Naz. di Geofisica e Vulcanologia ICTP International Centre for Theoret. Physics Palermo Rende Catania UNIVERSITA Torino Trieste Firenze L Aquila Roma Napoli Rende Palermo Catania

SPACE WEATHER: LA RETE ITALIANA ARPL TSRS Astrobiology IFSI/INAF Torino Trieste Magnetosphere Heliosphere IFSI/INAF ULYSSES PSPT VAMOS Firenze YOHKOH Roma L Aquila Napoli Palermo Rende Catania HR

6 SPACE WEATHER: LA RETE ITALIANA ARPL TSRS Astrobiology IFSI/INAF Torino Trieste Magnetosphere Heliosphere IFSI/INAF ULYSSES PSPT VAMOS Firenze YOHKOH Roma L Aquila Napoli Palermo Rende Catania HR H-alpha INGV Geomagnetism Ionosphere Mt. Hermon (Israel) IFSI/INAF Los Cerrillos-Santiago Rome CR Monitors LARC Antarctica IFSI/INAF Dome-C SuperDARN IFSI/INAF Cluster II IFSI/INAF Aurora Monitor

7 SPACE WEATHER: ORGANIZZAZIONE EU European Regional Warning Centers of ISES Brussels, Lund, Warsaw, Prague European Space Agency (ESA) Space Weather Pilot Projects SWENET - SSA European Commission ESWP, NMDB COST 724 DIAS system COST 296 COST ES0803 COST Iono New Action

8 SELEZIONE DI RISULTATI DEL VAMOS is a magneto-optical filter (MOF) that we are calibrating as a magnetograph to provide the photospheric context for Space Weather studies. Calibration is done with a diode laser system (upper panel) and consists mainly in determining the suitable bandpasses of the 2 vapour cells, MOF and Wing Selector (WS) which depend on T K (vapour temperature) and B ex (cell magnetic field). The final calibration for VAMOS is given in the lower panel, for both the red and blue line wings. Blue Red

9 The Intensity Effect: The MOF and WS bandpasses depend not only on T K and B ex but also on the radiation intensity I ν entering the cell (figure on the right). We need to account for the Intensity Effect for solar observation and for modeling the MOF and WS spectral transmission. This result is to be published in Solar Phyisics. REFERENCES: Severino G., Oliviero M. and Landi Degl'Innocenti, E.: 2007, A Simulation of Magneto-Optical Filter (MOF) Transmission Profiles: Lights and Shadows, ASP Conference Series, 368, 617 Magri' M., Oliviero M., Severino G.: 2008, Accurate Intensity-Velocity Phase Difference in the Potassium Resonance Line Obtained with VAMOS, Solar Phys., 247, 15

Precision Solar Photometric Telescope Utilizes facilities at : Mauna Loa Solar Observatory Rome Astronomical Observatory http://lasp.colorado.edu/pspt_access http://www.mporzio.astro.

10 Precision Solar Photometric Telescope Utilizes facilities at : Mauna Loa Solar Observatory Rome Astronomical Observatory Since 1996 multi-band full-disk synoptic observations (spatial resolution approx 2 arcsec per pixel, photometric accuracy < 0.5% ). CaII K = & 0.25 nm Blue = & 0.27 nm Red = & 0.45 nm From 2007 onward Gband = & 1.2 nm And more recently also Green = & 0.5 nm CaII K = & 0.11 nm

Osservazioni di Moving Magnetic Features in una regione attiva in fase di decadimento Durante una campagna osservativa coordinata (IBIS/DST, HINODE, MDI/SOHO, TRACE), è stata osservata la NOAA 10977,

11 Osservazioni di Moving Magnetic Features in una regione attiva in fase di decadimento Durante una campagna osservativa coordinata (IBIS/DST, HINODE, MDI/SOHO, TRACE), è stata osservata la NOAA 10977, costituita da due strutture di polarità opposta che non presentavano penombra. Durante la fase di decadimento nella naked-spot di polarità negativa sono state osservate diverse strutture, denominate Moving Magnetic Features (MMF), che si allontanavano radialmente. Le MMF presentavano un diametro 10 3 km, una velocità 0.7 km s -1 ed un flusso ϕ Mx hr -1. E la prima volta che vengono osservate MMF bipolari che fuoriescono da una macchia priva di penombra. Queste osservazioni mettono in discussione i modelli formulati fino ad ora per descrivere la formazione e l evoluzione delle MMF e le modalità di decadimento delle macchie. Zuccarello et al. (2009)

Temporal Evolution of Super Active regions: Complexity and Flare productivity - 1 14 Super Active Regions observed between Jan. 2000 - Dic.

12 Temporal Evolution of Super Active regions: Complexity and Flare productivity Super Active Regions observed between Jan Dic MDI magnetograms Flare Index (50h) > 500 AR Cadence 96 mins., plate scale 1.98 arcsec. /pxl - Disk Center (Long. Dist. < 41 ) Photospheric complexity indicators - Generalized Fractal Dimension D 8 - Multifractal Indicators: Dimensional Diversity D d, Contribution Diversity C d Coronal complexity indicators After force-free magnetic field extrapolation from magnetograms, we estimated: -Total Volume of magnetically unstable volumes,i v - Linear fit to the Free-Energy distribution of magnetically unstable volumes α E Criscuoli et al. (A&A, submitted)

13 Temporal Evolution of Super Active regions: Complexity and Flare productivity - 2 Temporal evolution of parameters for NOAA9236 Results During the emerging phase, D 8 increases with time, while C d and D d decrease. The opposite is observed during the decay phase. α E has no trend with time (in agreement with Vlahos&Gergoulis, 2004) I v has large variations in correspondence with bursts of flares. D 8 is the most suitable for Flare Forecasting over long temporal ranges. I v is the most suitable over short temporal ranges. Criscuoli et al. (A&A, submitted)

14 Modelli di iniziazione di CME Scopo di questo lavoro è studiare, mediante un codice numerico, similarità e differenze nella evoluzione di una configurazione multi-flux (breakout) quando si verificano emersione di flusso o shearing dei footpoint. I risultati ottenuti mostrano che nell ipotesi di emersione di flusso magnetico, non viene osservata la cosiddetta flare reconnection, di conseguenza, l arcata centrale non si distacca dal Sole, mentre ciò avviene nel caso di shearing dei footpoint dell arcata. Inoltre, l eruzione che viene ottenuta in entrambi i casi è diversa da quella proposta nel modello breakout di Antiochos. Ricerca svolta in collaborazione con: Center for Plasma Astrophysics, KULeuven (S. Poedts, A. Soenen, C. Jacobs, F.P. Zuccarello)

15 PREDICTION OF GEOEFFECTIVE SOLAR RADIO BURSTS X9.0 GOES SXR I burst radio solari (SRB) nella banda 1-3 GHz possono interferire le comunicazioni radio ed i sistemi GPS. Per mitigarne gli effetti è quindi necessario lo sviluppo di un sistema di previsione. Usando i dati decimetrici del Sistema Radio Solare di Trieste, si sono analizzate 100 architetture di ANN con algoritmi genetici. I risultati indicano che le Multi-Layer Perceptron e le General Regression NN hanno le migliori prestazioni. L inclusione di dati SXR associati non comporta alcun miglioramento (Molinaro et. al., COSPAR 2008). Uno studio delle caratteristiche temporali di SRB decimetrici ha evidenziato l esigenza di osservazioni ad altissima risoluzione temporale (Messerotti, 2008, 2009)

16 GOES Modello empirico di probabilità di un evento SEP nell ambiente circumterrestre (Storini et al.) Modello sviluppato (Space Weather Journal - in press) Contorni di probabilità di osservare un evento SEP a GOES Sinistra: Parametri usati Destra: Previsione del modello Modello verificato per l evento del 13/12/2006 (Space Sci. Rev., submitted)

17 Ionospheric signatures of lobe reconnection Calcolo del numero di protoni del vento solare immessi nella magnetosfera in conseguenza di doppia riconnessione ai lobi E la seconda volta che tale calcolo sia effettuato a partire da misure della rete SuperDARN nella ionosfera e da misure dei parametri di plasma del vento solare, ma è la prima volta che tale calcolo viene confrontato con quello basato su misure in situ della corrente ad anello e sul modello empirico dell'ifsi di tale corrente.

18 Calculation of the number of solar wind particles captured in the magnetosphere during dual lobe reconnection (Marcucci et al.)

19 An analysis of sudden impulses at geosyncronous orbit (U. Villante and M. Piersanti, J. Geophys. Res., 2008)

20 Long period magnetospheric oscillations at discrete frequencies: the results of a multi-station analysis Villante et al. (Adv. Sp. Res., submitted)

21 Remote sensing the density in the plasmasphere by measurements of the natural frequency of oscillation of the magnetic field lines at the SEGMA array (Vellante et al., 2008)

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