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Text File  |  1992-02-19  |  5.1 KB  |  89 lines
  1.  Since this question has been raised more than once in both public and
  2.  private discussions, perhaps an explanation is in order for those who are
  3.  not familiar with the behavior of auroral activity.
  4.  
  5.  The auroral oval is, as the name implies, oval and not circular.  It
  6.  represents a boundary between what is called the Polar Cap and the High
  7.  Latitude regions.  This oval is a dynamic activity center.  A great number
  8.  of physical processes occur in the oval which can affect atmospheric
  9.  heating, ionization, etc, which in turn can lead to significant changes in
  10.  radio signal propagation conditions, etc.
  11.  
  12.  The auroral oval is centered approximately over the magnetic dipoles of the
  13.  earth (ex. the boreal and austral magnetic poles).  The oval usually spans
  14.  only a few degrees of latitude during quiet periods.  During storm periods,
  15.  the oval can expand polewards and equatorward covering an area as large as
  16.  15 degrees in latitude.  It is therefore a fairly narrow band of luminosity.
  17.  
  18.  The oval is more closely related to geomagnetic latitude than geographic
  19.  latitude.  However, since most people have no idea what their geomagnetic
  20.  latitude is, the auroral activity warnings and watches use approximate
  21.  geographical equivalents.  The main disadvantage of doing this is that the
  22.  stated geographical latitude is very dependent on location.  It will be
  23.  fairly accurate over North America, somewhat questionable over Europe, and
  24.  very questionable over the USSR.  It also will not apply to the southern
  25.  hemisphere regions.  This should soon be corrected in future watches and
  26.  warnings that are issued.
  27.  
  28.  The question of how far from the equator one must be to spot activity if
  29.  the auroral oval is at a given latitude is a good question, and one which
  30.  is not easily answered.  The auroral oval resides at a height of about 100
  31.  kilometers (~ 60 miles) but can extend up to several hundred km's depending
  32.  on how energetic the activity becomes.  The combination of changes in
  33.  height as well as changes in latitudinal width, equatorward position, and
  34.  luminosity all contribute to how far toward the equator aurorae may be seen.
  35.  But this is not all that must be considered.  Your unobstructed view of the
  36.  northern-northeastern horizon must also be accounted, as must the phase of
  37.  the moon and the background brightness of the sky (from an ideal dark sky)
  38.  caused by light pollution from cities or nearby towns, as well as
  39.  atmospheric conditions describing the transparency of the horizon.  So as
  40.  you can see, it is nearly impossible to say that aurorae will be visible
  41.  over specific latitudes, since observing conditions will vary widely from
  42.  one location to another.  Additionally, aurorae undergo dramatic localized
  43.  changes in luminosity and position associated with what are called
  44.  "substorm" periods.  Substorms are basically localized disturbances of the
  45.  geomagnetic field which can enhance auroral activity over the substorming
  46.  region.
  47.  
  48.  Since the auroral oval is eccentric, there is a always a position on the
  49.  earth where the oval is closest to the equator.  The auroral oval "shadows"
  50.  the sun.  That is, its most poleward position is on the daylit side of the
  51.  earth, while its most equatorward position is near the midnight sector.
  52.  For this reason, you will notice (particularly over the higher latitudes
  53.  such as in areas of Canada) that the oval gradually slips further south until
  54.  around midnight, afterwhich it begins its trek back to the north.  This is
  55.  why you are most likely to see aurorae near midnight, although this will
  56.  depend significantly on whether the oval is quiet or active as you move
  57.  closer toward the equator.
  58.  
  59.  As far as the auroral activity watches and warnings go, the APPROXIMATE
  60.  geographical latitudinal boundaries for North America as we have defined them
  61.  follow below.  Note that these boundaries are liable to change over time as
  62.  better estimates are made.
  63.  
  64.          NORTHERN HEMISPHERE                    SOUTHERN HEMISPHERE
  65.    High latitudes >= 55      deg. N.  |   High latitudes >= 55      deg. S.
  66.  Middle latitudes >= 40 < 55 deg. N.  | Middle latitudes >= 30 < 55 deg. S.
  67.     Low latitudes  < 40      deg. N.  |    Low latitudes  < 30      deg. S.
  68.  
  69.  The differences in latitude of the northern and southern hemisphere
  70.  boundaries are required since the northern and southern auroral ovals are
  71.  not mirrors of each other.  These boundary definitions are only valid for
  72.  North America (N. Hem.) and Australia/New Zealand (S. Hem.).
  73.  
  74.  I hope this has helped some of you better understand the relationships
  75.  of the visibility of the auroral oval with geographic latitude.
  76.  
  77.  Best regards.
  78.  
  79.        -Cary Oler
  80.  
  81.  --
  82.             ___________________________________________________________
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  89.