低アルフヴェン・マッハ数の太陽風に対する地球磁気圏・電離圏の応答の研究
| Project/Area Number |
19K03947
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo (2022)
Japan Aerospace EXploration Agency (2019-2021) |
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Principal Investigator |
西野 真木 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50466794)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | アルフヴェン・マッハ数 / 太陽風 / 磁気圏 / 磁気圏プラズマ輸送 / 宇宙天気予報 / 低密度太陽風 / 磁気圏電離圏結合 / 火星誘導磁気圏 / 地球磁気圏 / 宇宙天気 / 磁気圏境界 / 太陽風-磁気圏電離圏応答 / プラズマ輸送・加熱 / 衛星観測・地上観測 / グローバルシミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、アルフヴェン・マッハ数(MA、アルフヴェン速度で規格化したプラズマの流速)が低い太陽風に対する地球磁気圏・電離圏の応答を観測データ解析とシミュレーションによって調べる。手法として、地球磁気圏内外の多衛星観測データのイベント解析と統計解析、地上観測データ解析、およびグローバルシミュレーションを用いる。特に、磁気圏の全体構造の変形、磁気圏境界層および磁気圏内でのプラズマ輸送・加熱、電離圏プラズマ対流を、通常のMAの場合と比較しながら解明するとともに、統計的に地球付近よりもMAが低い水星磁気圏への適用や系外惑星の磁気圏への応用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に続き、太陽風のアルフヴェン・マッハ数(MA)が低い(2程度)の場合の磁気圏境界面の観測データをさらに詳しく解析した。GEOTAIL衛星が朝方側の磁気圏境界面付近で観測したイオンの高速流について、衛星に近い場所でのリコネクションで加速されたものであろうと予想していた。しかし、詳細なデータ解析（いわゆるWalen relationの解析）をおこなった結果、衛星近傍でのリコネクションではなく、マグネトシースからローブ・マントル領域へのイオンの流れそのものであることがわかった。（Nishino et al. 2022 EPS に投稿して出版済み。）
次に今年度は低MA太陽風のときの磁気圏電離圏結合に関する知見を得ることを目的として、SuperDARNのデータを用いて電離圏プラズマ対流を調べた。今回調査した事例では、低マッハ数になる直前に高密度・高マッハ数の時間帯があり、これにより磁気嵐が発生していた。そのため、観測された高速の流れが磁気嵐によるものであるのか、あるいは低マッハ数太陽風そのものの影響であるのか、今後さらに調べる必要がある。
また、今年度は地球以外の惑星への応用を試みるため、火星探査機MAVENによる火星誘導磁気圏の観測データを用いて、低MAのときの太陽風・火星磁気圏相互作用を調べた。火星付近では低MAのイベント数は多くはないものの、6年間で数例見つかった。これら数例のイベントを解析したところ、マグネトシースで顕著なバルク加速が見られる場合があった。この加速は太陽風の誘導電場の向きとは反対側の半球で観測されているため、今後snowplowsと呼ばれる大気流出過程との関係を調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
進捗が遅れている主な理由は2つある。一つは昨年度に引き続き、コロナ禍のため出張が難しかったことによる。もう一つは、新たに調べ始めたSuperDARNのデータや火星探査機MAVENのデータに慣れるのに時間を要したことによる。
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| Strategy for Future Research Activity |
地球についてはSuperDARNのデータを中心として電離圏プラズマ対流を詳しく調べていく。また火星についてはMAVENの観測結果を早期に論文化するとともに、グローバルシミュレーションと比較することも検討している。
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Report
(4 results)
Research Products
(22 results)
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[Presentation] On the origin of cold-dense plasmas in the dusk magnetotail plasma sheet: MMS and Geotail observations2021
Author(s)
Masaki N. Nishino, Yoshifumi Saito, Hiroshi Hasegawa, Naritoshi Kitamura, Yukinaga Miyashita, Tsugunobu Nagai, Barbara L Giles, Christopher T Russell, Daniel J Gershman, Lutz Rastaetter, Masha M Kuznetsova
Organizer
日本地球惑星科学連合2021年大会
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[Presentation] Multi-spacecraft observations of cold-dense plasma sheet under northward IMF2020
Author(s)
Masaki N Nishino, Yoshifumi Saito, Iku Shinohara, Tsugunobu Nagai, Kazushi Asamura, Yoichi Kazama, Shiang-Yu Wang, Sunny Wing-Yee Tam, Ayako Matsuoka, Yoshizumi Miyoshi, Barbara L Giles, Christopher T Russell, Daniel J Gershman, Benoit Lavraud, Yukinaga Miyashita
Organizer
JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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