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高性能コンピューティング技法を用いた磁気圏サブストームのシミュレーション研究

Research Project

Project/Area Number 14J00655
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Space and upper atmospheric physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

内野 宏俊  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords非対称磁気リコネクション / プラズマ波動 / 粒子シミュレーション / サブストーム / テアリング不安定性 / 磁気リコネクション / 特徴的イオン速度分布の生成 / 磁気圏高エネルギーイオンの生成
Outline of Annual Research Achievements

並列化された粒子シミュレーションコードを用いて、昼側非対称磁気リコネクションを再現することに成功した。その結果、磁気シース側の太陽風起源の電子がリコネクション領域を通過し、電流層の磁気圏側境界に、電子が高速となる薄い境界層を形成することがわかった。この層に存在する電子は、リコネクション領域によって加速を受けた電子である。また、この電子速度が大きい境界層は、磁気圏界面において最も地球側の、宇宙空間に開放された磁力線を示すものである。
さらに、THEMIS衛星のデータを用いて、昼側リコネクション発生時にそのような薄い電子層が実際に存在しているイベントを複数発見した。そのうち、その薄い境界層内で異なる波動を示す2例のイベントを詳細に解析した。それにより、1例目のイベントの波動は、リコネクション領域に向かうホイッスラーモード波動であり、2例目のイベントの波動は、イオン音波である可能性が非常に高いことがわかった。また、各波動が観測された時間帯の2つのイベント時の電子の速度分布関数の特徴はそれぞれ異なっており、それら異なる速度分布が、波動を励起する条件を満たしていることを、解析的計算から導いた。磁気リコネクションの構造に関する解析から、観測された2例のイベントにおける電子の速度分布関数の違いは、2例のイベントの太陽風条件が大きく異なり、特に2例目において磁気リコネクションが非常に長く生じていたためであることが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Waves in the innermost open boundary layer formed by dayside magnetopause reconnection2017

    • Author(s)
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida, V. Angelopoulos
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 3291-3307

    • DOI

      10.1002/2016ja023300

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Full-particle simulations of instabilities in a thin current sheet of the magnetospheric system prior to substorm onset2015

    • Author(s)
      H. Uchino and S. Machida
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 165-165

    • DOI

      10.1186/s40623-015-0335-7

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 昼側磁気圏界面リコネクションの最地球側開放境界層におけるプラズマ波動2016

    • Author(s)
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida, V. Angelopoulos
    • Organizer
      内野宏俊、栗田怜、原田裕己、町田忍、V.Angelopoulos
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2016-11-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Excitation of whistler-mode waves in the electron scale open boundary layer generated by the dayside magnetopause reconnection2016

    • Author(s)
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-energy ions produced by two approaching flow fronts in the magnetotail2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Uchino, Akimasa Ieda, Shinobu Machida, and Shinsuke Imada
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco・Moscone center
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高速電子フローを伴う磁気圏昼側リコネクションイベントの解析と粒子シミュレーションの比較研究2015

    • Author(s)
      内野宏俊、町田忍
    • Organizer
      第138回SGEPSS総会及び講演会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-10-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Ion accelerations due to two approaching flow fronts: Application to high-energy ions production in the magnetotail2015

    • Author(s)
      Hirotoshi Uchino, Akimasa Ieda, Shinobu Machida, and Shinsuke Imada
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • Place of Presentation
      千葉市・幕張メッセ
    • Year and Date
      2015-05-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Time development of the Dipolarization Front and its interactions with dipole region obtained by 2-1/2 dimensional full-particle simulation2014

    • Author(s)
      Hirotoshi Uchino, Shinobu Machida
    • Organizer
      The 12th International Conference on Substorm
    • Place of Presentation
      志摩市・伊勢志摩ロイヤルホテル
    • Year and Date
      2014-11-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Dipolarization Frontの時間発展及びダイポール領域との相互作用に関するシミュレーション研究2014

    • Author(s)
      内野宏俊、町田忍
    • Organizer
      第136回SGEPSS総会及び講演会
    • Place of Presentation
      松本市・キッセイ文化ホール
    • Year and Date
      2014-11-02
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Dipolarization Frontに関する粒子シミュレーション研究2014

    • Author(s)
      内野宏俊、町田忍
    • Organizer
      サブストーム研究会
    • Place of Presentation
      名古屋市・名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Full Particle Simulations on Ion Tearing Instability in Magnetospheric System2014

    • Author(s)
      Hirotoshi Uchino, Shinobu Machida
    • Organizer
      AOGS 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      札幌市・ロイトン札幌
    • Year and Date
      2014-07-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 2-1/2次元粒子シミュレーションで得られたDipolarization Frontの時間発展及びダイポール領域との相互作用2014

    • Author(s)
      内野宏俊、町田忍
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      横浜市・パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2014-04-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 2015年10月8日 内野他の論文がEarth, Planets and Spaceに掲載

    • URL

      http://www-step.kugi.kyoto-u.ac.jp/topics/2015/000140.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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