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Observations of ionospheric scintillation at cusp and polar cap regions using satellite signals

Research Project

Project/Area Number 16H05736
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section海外学術
Research Field Space and upper atmospheric physics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Otsuka Yuichi  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (40314025)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小川 泰信  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (00362210)
細川 敬祐  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
KeywordsGPS / GNSS / 電離圏 / シンチレーション / 電離圏擾乱 / TEC / 全電子数 / 衛星測位 / 北極 / オーロラ / 極冠 / 測位衛星 / 極冠域
Outline of Final Research Achievements

At polar and auroral regions, we have carried out measurements of ionospheric plasma structures and irregularities by receiving radio waves of Global Navigation Satellite System (GNSS) and low-Earth orbit satellites. We have revealed statistical characteristics of scintillation occurrence at polar and auroral regions, and estimated drift velocities of the ionospheric irregularities. We have found a new generation mechanism for the irregularities during magnetic storms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電離圏にはプラズマが存在しているため、電離圏内を伝搬する電波は、プラズマとの相互作用により、真空中での伝搬とは異なった速度をもつ。このため、GPSなどの衛星測位にとって、電離圏は測位誤差の要因となる。また、電離圏中にプラズマ密度の疎密構造が存在すると、電離圏を透過する電波の位相や振幅が変動することがある。この現象はシンチレーションと呼ばれており、激しいシンチレーションが起こると、衛星放送・通信が途絶えたり、GPSなどの衛星測位に対して誤差をもたらすことがある。本研究では、これら電離圏擾乱の特性を調べた。

Report

(4 results)
  • 2019 Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Characteristics of GNSS total clectron content enhancements over the midlatitudes during a geomagnetic storm on 7 and 8 November 20042020

    • Author(s)
      Sori, T., A. Shinbori, Y. Otsuka, T. Tsugawa, and M. Nishioka
    • Journal Title

      J. Geophys. Res.

      Volume: 125 Issue: 12 Pages: 10376-10394

    • DOI

      10.1029/2019ja026713

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Temporal and Spatial Variations of Storm Time Midlatitude Ionospheric Trough Based on Global GNSS-TEC and Arase Satellite Observations2018

    • Author(s)
      Shinbori Atsuki、Otsuka Yuichi、Tsugawa Takuya、Nishioka Michi、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Matsuda Shoya、Kasahara Yoshiya、Matsuoka Ayako、Ruohoniemi J. Michael、Shepherd Simon G.、Nishitani Nozomu
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 45 Issue: 15 Pages: 7362-7370

    • DOI

      10.1029/2018gl078723

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Total Electron Content Observations by Dense Regional and Worldwide International Networks of GNSS2018

    • Author(s)
      Tsugawa, T., M. Nishioka, M. Ishii1, K. Hozumi, S. Saito, A. Shinbori, Y. Otsuka, A. Saito, S. M. Buhari, M. Abdullah, and P. Supnith
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007406111

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] GPS amplitude and phase scintillation associated with polar cap auroral forms2017

    • Author(s)
      Jayachandran P.T.、Hamza A.M.、Hosokawa K.、Mezaoui H.、Shiokawa K.
    • Journal Title

      Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics

      Volume: 164 Pages: 185-191

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2017.08.030

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Large-scale traveling ionospheric disturbances observed by GPS dTEC maps over North and South America on Saint Patrick's Day storm in 20152017

    • Author(s)
      Figueiredo C. A. O. B.、Wrasse C. M.、Takahashi H.、Otsuka Y.、Shiokawa K.、Barros D.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 122 Issue: 4 Pages: 4755-4763

    • DOI

      10.1002/2016ja023417

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2004年11月7-8日に発生した磁気嵐に伴う午後側から夕方側における全球全電子数の極端な増加について2019

    • Author(s)
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一、新堀 淳樹、津川 卓也、西岡 未知
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2019年大会
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  • [Presentation] Relationship between the large TEC fluctuation and ionospheric echoes observed by the SuperDARN radars during a geomagnetic storm2019

    • Author(s)
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一, 新堀 淳樹, 津川 卓也, 西岡 未知, Bristow William A., Ruohoniemi John M., Shepherd Simon G., 西谷 望
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第146回講演会
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  • [Presentation] GNSS を用いた電離圏変動の観測2019

    • Author(s)
      大塚雄一
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      太陽研連シンポジウム「太陽研究の将来展望」
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    • Invited
  • [Presentation] GPS全電子数データ解析に基づくSED現象に伴う電離圏不規則構造の時間・空間変動について2018

    • Author(s)
      杉山俊樹、大塚雄一、新堀淳樹、津川卓也、西岡未知
    • Organizer
      平成29年度 名古屋大学宇宙地球環境研究所 研究集会 ・電磁圏物理学シンポジウム ・地域ネットワークによる宇宙天気の観測・教育活動に関する研究集会
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  • [Presentation] 全球GNSS-TEC観測に基づく磁気嵐時の中緯度電離圏トラフの時間・空間変動特性について2018

    • Author(s)
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • Organizer
      平成29年度 名古屋大学宇宙地球環境研究所 研究集会 ・電磁圏物理学シンポジウム ・地域ネットワークによる宇宙天気の観測・教育活動に関する研究集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms as seen in global Total Electron Content (TEC) data2018

    • Author(s)
      Atsuki Shinbori, Yuichi Otsuka, Takuya Tsugawa, Michi Nishioka
    • Organizer
      Fifth International Symposium on Arctic Research
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ノルウェー・トロムソにおけるGNSS受信機を用いた電離圏シンチレーションと全電子数の観測2017

    • Author(s)
      坂本 明香、大塚 雄一、小川 泰信、細川 敬祐
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Observations of Total Electron Content Using Multi-frequency and Multi-constellation Global Navigation Satellite System Receivers2017

    • Author(s)
      大塚 雄一、山脇 景太、塩川 和夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北米のGPS-TECを用いた電離圏擾乱の微細構造に関する研究2017

    • Author(s)
      杉山 俊樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms on the basis of global Total Electron Content (TEC) data analysis2017

    • Author(s)
      新堀 淳樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中緯度における中規模伝搬性電離圏擾乱について2017

    • Author(s)
      大塚 雄一
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Temporal and spatial variations of storm-time ionospheric irregularities on the basis of GPS total electron content data analysis2017

    • Author(s)
      杉山 俊樹, 大塚 雄一, 新堀 淳樹, 津川 卓也, 西岡 未知
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ノルウェー・トロムソにおけるGNSS受信機を用いた電離圏シンチレーションの多点観測2017

    • Author(s)
      坂本 明香, 大塚 雄一, 小川 泰信, 細川 敬祐
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 全球TECデータに見られる磁気嵐時の電離圏・プラズマ圏の時間・空間変動2017

    • Author(s)
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • Organizer
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
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  • [Presentation] Temporal and spatial variations of storm-time ionospheric irregularities on the basis of GPS total electron content data analysis2017

    • Author(s)
      杉山俊樹、大塚雄一、新堀淳樹、津川卓也、西岡未知
    • Organizer
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
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  • [Presentation] AGW/TID events over Europe during solar eclipse of 20 March 20152017

    • Author(s)
      S. Panasenko, Y. Otsuka, T. Tsugawa and M. Nishioka
    • Organizer
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms as seen in global Total Electron Content (TEC) data2017

    • Author(s)
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
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      第8回極域科学シンポジウム
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  • [Presentation] Ionospheric Irregularity Observations using GPS Receiver Networks in North America2017

    • Author(s)
      Y. Otsuka, T. Sugiyama, T. Tsugawa, and M. Nishioka
    • Organizer
      2nd GEOlab-RISH Joint workshop on GNSS and SAR Technologies for Atmospheric Sensing The 331st Symposium on Humanosphere Science
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  • [Presentation] ノルウェー・トロムソにおける GNSS 受信機による電離圏シンチレーション観測2016

    • Author(s)
      大塚 雄一、上蔀 広大、小川 泰信、細川 敬祐
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] GPS-TECを用いた北米における電離圏不安定性に関する研究2016

    • Author(s)
      杉山 俊樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第140回講演会
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  • [Presentation] ノルウェーにおける GPS 受信機を用いたシンチレーションと TEC 変動の研究2016

    • Author(s)
      坂本 明香、大塚雄一、小川泰信、細川敬祐
    • Organizer
      中間圏・熱圏・電離圏研究集会
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  • [Presentation] The analysis of the ionospheric irregularity using GPS-TEC over North America2016

    • Author(s)
      杉山俊樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
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      中間圏・熱圏・電離圏研究集会
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  • [Presentation] Ionospheric Scintillation and Irregularity Drift Observed with Closely-Spaced GPS Receivers in Indonesia2016

    • Author(s)
      Y. Otsuka, P. Abadi, and K. Shiokawa, Y. Clara
    • Organizer
      International Symposium on GNSS 2016
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    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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