波長可変ライダーを活用した超高層大気下部の化学過程の研究

• Project/Area Number: 13J00526
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 津田 卓雄 国立極地研究所, 研究教育系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013 – 2014
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 共鳴散乱ライダー / 超高層大気 / 大気組成 / 金属原子層

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は, 大きく不足している超高層大気下部の大気組成データを飛躍的に増大させる事, 系統的な理解が得られていない大気組成の分布・変動の基本過程を解明する事である. 平成26年度(採用2年目)は, 昨年度に開発した波長可変ライダーを定常観測用に整備し, 複数大気組成をカバーした日本国内集中観測(定点観測)を実施した. カリウム原子(K)層, 鉄原子(Fe)層の観測に続き, カルシウムイオン(Ca+)層の初観測にも成功し, 計3種の大気組成の定常観測を無事にスタートさせた. 現在は集中観測データの解析ソフトウェア開発とデータ初期解析を進めている. 並行的に過去データの収集・解析を進めた. 南極域で初めてとなる熱圏ナトリウム(Na)層を発見するなどのユニークな研究成果が得られており, 学術論文として科学誌に投稿中である. また, 定点観測データを補完しながらグローバルな大気組成変動を調査するため, 人工衛星データの活用に着手した。Na人工衛星データについてはスウェーデンのグループ(データPIのグループ)と共同研究を開始し, データ解析を進めている. Kや金属原子イオンの人工衛星データについてはデータ利用について調査・交渉を進めている.
本研究課題は(就職のため)平成27年1月末で終了したが, 上記のようにデータ収集は順調であり, 今後のデータ解析を経て重要な研究成果が得られていくと予想する. 以上に加えて, 熱圏・電離圏(高度100-1,000 km)を観測するための次世代ライダーシステムについて数値シミュレーションをベースに基礎検討を行い, 将来のライダー開発の方向性についての議論も進めた.

Research Progress Status

本研究課題は平成27年1月末で終了のため, 記入しない.

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成27年1月末で終了のため, 記入しない.

Research Products

• [Journal Article] Decrease in sodium density observed during auroral particle precipitation over Tromsø, Norway (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S . Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C. M . Hall, M. Tsutsumi, M. K. Ejiri , S. Suzuki, T. Takahashi, and T . Nakamura
  • Journal Title: Geophys. Res. Lett. Volume: 40 Issue: 17 Pages: 4486-4490
  • DOI: 10.1002/grl.50897
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Test observations of frequency-tunable lidar in Fe temperature mode (2014)
  • Author(s): T.T. Tsuda, M.K. Ejiri, T. Nishiyama, M. Abo, T.D. Kawahara, and T. Nakamura
  • Organizer: 第5回極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都立川市(国立極地研究所)
  • Year and Date: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [Presentation] 南極昭和基地レイリー/ラマンライダーの送信ビーム位置監視システム (2014)
  • Author(s): 津田卓雄, 中村卓司, 阿保真, 江尻省, 西山尚典, 鈴木秀彦, 冨川喜弘, 堤雅基, 川原琢也
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第136回総会・講演会
  • Place of Presentation: 長野県松本市(キッセイ文化ホール)
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [Presentation] 熱圏・電離圏のライダー観測に向けて (2014)
  • Author(s): 津田卓雄
  • Organizer: MTI研究集会
  • Place of Presentation: 東京都小金井市(情報通信研究機構)
  • Year and Date: 2014-09-22 – 2014-09-23
  • Invited
• [Presentation] 南極昭和基地レイリー/ラマンライダーの送信ビームモニタリングシステム (2014)
  • Author(s): 津田卓雄, 中村卓司, 阿保真, 江尻省, 西山尚典, 鈴木秀彦, 冨川喜弘, 堤雅基, 川原琢也, 片澤徹朗
  • Organizer: 第32回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 岐阜県高山市(高山市民文化会館)
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [Presentation] Study on sodium atom layer variation induced by auroral particle precipitations (2014)
  • Author(s): T.T. Tsuda, S. Nozawa, T.D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C.M. Hall, M. Tsutsumi, M.K. Ejiri, S. Suzuki, T. Takahashi, and T. Nakamura
  • Organizer: 41st Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden (Smadalaro Gard Conference Center)
  • Year and Date: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [Presentation] Recent report on lidar observations at Syowa Station (69S, 39E) in the Antarctic (2014)
  • Author(s): T.T. Tsuda, M.K. Ejiri, T. Nishiyama, M. Abo, Y. Tomikawa, H. Suzuki, T.D. Kawahara, M. Tsutsumi, and T. Nakamura
  • Organizer: 41st Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden (Smadalaro Gard Conference Center)
  • Year and Date: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [Presentation] 南極観測用の波長可変共鳴散乱ライダーシステム : 現況について (2014)
  • Author(s): 津田卓雄, 江尻省, 西山尚典, 阿保真, 松田貴嗣, 川原琢也, 中村卓司
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市(パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] Aurora-induced sodium layer variation detected by coordinated observation with sodium lidar and EISCAT radar (2014)
  • Author(s): T.T. Tsuda, S. Nozawa, T.D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C.M. Hall, M. Tsutsumi, M.K. Ejiri, S. Suzuki, T. Takahashi, and T. Nakamura
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市(パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] 極域中間圏・電離圏D領域における中性・電離大気の短周期変動の研究(EISCAT特別実験報告) (2014)
  • Author(s): 津田卓雄
  • Organizer: EISCAT研究集会
  • Place of Presentation: 東京都立川市, 国立極地研究所
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] Lidar observations by NIPR (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda
  • Organizer: Workshop on Japan-USA Collaborative Arctic Studies
  • Place of Presentation: NIPR, Tachikawa, Japan
  • Year and Date: 2013-11-11
• [Presentation] Thermospheric Na layers at Syowa, Antarctica (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, X. Chu, T. Nakamura , M. K. Ejiri, and T. D. Kawahara
  • Organizer: 2013 CEDAR Workshop
  • Place of Presentation: Millennium Hotel, Boulder, Colorado, US
  • Invited
• [Presentation] A case study on sodium atom layer variation induced by auroral particle precipitation (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S . Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C. M . Hall, M. Tsutsumi, M. K. Ejiri , S. Suzuki, T. Takahashi, and T . Nakamura
  • Organizer: 2013 CEDAR Workshop
  • Place of Presentation: Millennium Hotel, Boulder, Colorado, US
• [Presentation] On sodium atom layer variation induced by auroral particle precipitation (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, M. K. Ejiri, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata , N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, S . Oyama, C. M. Hall, M. Tsutsumi , S. Suzuki, T. Takahashi, and T . Nakamura
  • Organizer: IAGA 2013, 12th Scientific Assembly
  • Place of Presentation: Fiesta Americana Merida Hotel, Merida, Mexico
• [Presentation] Sodium layer variations observed above Tromsø, Norway (69.6^ON, 19.2^OE) (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, N. Matuura, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, M. Tsutsumi, C. M. Hall, S. Oyama, T. Takahashi, M. K. Ejiri, and T. Nakamura
  • Organizer: International CAWSES-II Symposium
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya, Japan
• [Presentation] Thermospheric sodium layer observed at Syowa Station, Antarctica (2013)
  • Author(s): T. T. Tsuda, X. Chu, T. Nakamura , M. K. Ejiri, and T. D. Kawahara
  • Organizer: International CAWSES-II Symposium
  • Place of Presentation: Nagoya University, Nagoya, Japan
• [Presentation] Coordinated observations with Na resonance scattering lidar and EISCAT radar at the EISCAT Tromsoe site (2013)
  • Author(s): T. Tsuda, S. Nozawa, N. Matuura, M. Tsutsumi, Y. Ogawa, S. Oyama , T. Takahashi, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, T. Nakamura, and R. Fujii
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市, 幕張メッセ
• [Presentation] Resonance scattering lidar system at Syowa Station in Antarctica : Test observations of potassium layer in Japan (2013)
  • Author(s): T. Tsuda, M. Ejiri, M. Abo, T. D . Kawahara, and T. Nakamura
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市, 幕張メッセ
• [Presentation] 南極昭和基地Naライダーデータを用いた熱圏ナトリウム層の研究 (2013)
  • Author(s): 津田卓雄, Xinzhao Chu, 中村卓司, 江尻省, 川原琢也
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市, 幕張メッセ
• [Presentation] 波長可変共鳴散乱ライダーシステムによる国内試験観測 : Fe原子層 (2013)
  • Author(s): 津田卓雄, 江尻省, 西山尚典, 阿保真, 川原琢也, 中村卓司
  • Organizer: 第31回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 神奈川県箱根町, ホテルおかだ
• [Presentation] 南極昭和基地の共鳴散乱ライダーシステム : Fe原子層の国内試験観測 (2013)
  • Author(s): 津田卓雄, 江尻省, 西山尚典, 阿保真, 川原琢也, 中村卓司
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第134回総会・講演会
  • Place of Presentation: 高知県高知市, 高知大学