The occurrence of St. Patrick's Day (17 March) geomagnetic storms during two different years (2013 and 2015) with similar solar flux levels but varying storm intensity provided an opportunity to compare and contrast the responses of the ionosphere‐thermosphere (IT) system to different levels of geomagnetic activity. The evolution of positive ionospheric storms at the southern polar stations Bharati (76.6°S MLAT) and Davis (76.2°S MLAT) and its causative connection to the solar wind driving mechanisms during these storms has been investigated in this paper. During the main phase of both the storms, significant enhancements in TEC and phase scintillation were observed in the magnetic noon/ midnight period at Bharati and Davis. The TEC in the midnight sector on 17 March 2015 was significantly higher compared to that on 17 March 2013, in line with the storm intensity. The TEC enhancements during both the storm events are associated with the formation of the storm‐enhanced densities (SEDs)/tongue of ionization (TOI). The strong and sustained magnetopause erosion led to the prevalence of stronger storm time electric fields (prompt penetration electric field (PPEF)/subauroral polarization streams (SAPS)) for long duration on 17 March 2015. This combined with the action of neutral winds at midlatitudes favored the formation of higher plasma densities in the regions of SED formation on this day. The same was weaker during the 17 March 2013 storm due to the fast fluctuating nature of interplanetary magnetic field (IMF) B_z. This study shows that the duration and extent of magnetopause erosion play an important role in the spatiotemporal evolution of the plasma density distribution in the high‐midlatitude ionosphere.

中文翻译：

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地磁风暴诱发的南极电离层地区的血浆密度增加：使用2013年和2015年圣帕特里克节风暴的比较研究

在两个不同的年份（2013年和2015年）发生的圣帕特里克节（3月17日）地磁风暴具有相似的太阳通量水平，但风暴强度变化，为比较和对比电离层-热层（IT）系统对不同水平的地磁活动。本文研究了南极极地站巴拉特（76.6°S MLAT）和戴维斯（76.2°S MLAT）的电离层正风暴的演变及其与太阳风驱动机制的因果关系。在这两个风暴的主要阶段，在巴拉蒂和戴维斯的磁正午/午夜时段，观测到的TEC和相位闪烁均显着增强。与2013年3月17日相比，2015年3月17日午夜部门的TEC显着提高，符合风暴强度。两次风暴事件期间TEC的增强与风暴增强密度（SED）/电离舌（TOI）的形成有关。强烈且持续的绝经期侵蚀导致在2015年3月17日长时间持续使用更强的风暴时间电场（快速穿透电场（PPEF）/北极极化流（SAPS））。这与中纬度的中风作用相结合。利于这一天在SED形成区域形成更高的血浆密度。由于行星际磁场（IMF）的快速波动性，在2013年3月17日的暴风雨中，这种情况较弱 两次风暴事件期间TEC的增强与风暴增强密度（SED）/电离舌（TOI）的形成有关。强烈且持续的绝经期侵蚀导致在2015年3月17日长时间持续使用更强的风暴时间电场（快速穿透电场（PPEF）/北极极化流（SAPS））。这与中纬度的中风作用相结合。利于这一天在SED形成区域形成更高的血浆密度。由于行星际磁场（IMF）的快速波动性，在2013年3月17日的暴风雨中，这种情况较弱 两次风暴事件期间TEC的增强都与风暴增强密度（SED）/电离舌（TOI）的形成有关。强烈且持续的绝经期侵蚀导致在2015年3月17日长时间持续使用更强的风暴时间电场（快速穿透电场（PPEF）/北极极化流（SAPS））。这与中纬度的中风作用相结合。利于这一天在SED形成区域形成更高的血浆密度。由于行星际磁场（IMF）的快速波动性，在2013年3月17日的暴风雨中，这种情况较弱 强烈且持续的绝经期侵蚀导致在2015年3月17日长时间持续使用更强的风暴时间电场（快速穿透电场（PPEF）/北极极化流（SAPS））。这与中纬度的中风作用相结合。利于这一天在SED形成区域形成更高的血浆密度。由于行星际磁场（IMF）的快速波动性，在2013年3月17日的暴风雨中，这种情况较弱 强烈且持续的绝经期侵蚀导致在2015年3月17日长时间持续使用更强的风暴时间电场（快速穿透电场（PPEF）/北极极化流（SAPS））。这与中纬度的中风作用相结合。利于这一天在SED形成区域形成更高的血浆密度。由于行星际磁场（IMF）的快速波动性，在2013年3月17日的暴风雨中，这种情况较弱乙_ž。这项研究表明，磁层顶侵蚀的持续时间和程度在高纬度电离层的血浆密度分布的时空演化中起着重要作用。