Study of new excitation mechanisms of Geospace magnetohydrodynamic waves with the network of multiple satellites and ionospheric radars
Project/Area Number |
19K03949
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
堀 智昭 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任准教授 (30467344)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西谷 望 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (10218159)
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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 |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | 磁気圏 / 電離圏 / 磁束管振動 / プラズマ / 磁気嵐 / サブストーム / 磁気流体波 / 磁力管振動 / 高エネルギー粒子 / SuperDARN / Arase衛星 / Van Allen Probes衛星 / 地球磁気圏 / 地球電離圏 / ULF波 / 環電流 / あらせ衛星 / ジオスペース / 磁気流体波動 / 磁気圏-電離圏結合 |
Outline of Research at the Start |
本研究では、サブストームに伴う高エネルギーイオン・電子の地球近傍への注入(インジェクション)によって、内部磁気圏に発生する超低周波(~100-101 mHz)の磁気流体波動(ULF波)の特性を調べ、インジェクションと密接に関連する波動励起機構を解明することである。SuperDARN短波レーダー網による電離圏観測と、地磁気データ、及び複数の人工衛星による内部磁気圏での直接観測とを組み合わた総合的な解析により、磁束管の両側に位置する電離圏と磁気圏の両方を同時観測することで、複数提唱されている磁束管ULF波の励起過程に関する仮説を観測に基づいて定量的に検証する。
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Outline of Annual Research Achievements |
研究計画1) 磁束管振動・伝搬特性と外部条件依存性を調べることを目的として、引き続き中緯度~サブオーロラ帯緯度での磁束管振動の伝搬に関する解析および研究を行った。昨年度までの研究により、これらの振動が、サブストーム開始の経度付近から東西に広がっていることがわかっているが、これらの周波数特性についてさらに解析を行った。結果として、理論及び経験的なモデルに基づいてサブオーロラ帯緯度で予想される磁束管振動の周波数より、実際観測される周波数はかなり低いことがわかった。このことは、磁束管振動が従来言われている磁力線共鳴起源のものではなく、他の物理過程で生じていることを示唆している。その物理過程を明らかにすべく、さらなる解析及び研究の途上である。研究計画2)の衛星+レーダーの同時共役観測については、昨年度同定したサブオーロラ帯での大規模電場構造(SAPS: Subauroral Polarization Streams)の磁気圏-電離圏共役観測に基づいて、磁束管振動に重畳しているSAPS電場に関する解析を継続し、対応する磁気圏側の高エネルギー粒子分布が、従来の単純なモデルとは異なっている場合が多いことを見出した。また研究計画3)については、内部磁気圏をドリフトしている高エネルギー電子雲の空間発展についての結果を論文化するために、様々なタイミングでの電子雲の空間構造を詳細に分析して、より正確な時間発展を把握すべく研究を進めた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究計画1)と2)については、昨年度より論文化を進めているが、残念ながら完成に至っていない。理由としては、磁束管振動の周波数特性に関する解析から、予想以上に低い周波数が結果として得られたことで、その解釈や考察のために文献や類似研究を広範に調査する必要があったためである。また研究計画 3)についても、電子雲の空間構造のより正確な把握に追加の解析が必要となり、それに昨年度に予想した以上の時間を要したために、計画に遅れが生じている。またコロナ禍が終息しつつあるとは言え、昨年度に引き続き海外出張や海外での国際学会及び研究集会への現地参加を実現させることができず、特に海外の人工衛星のデータの解釈に関して、海外の専門家と十分に議論を行う機会が得られなかった。
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Strategy for Future Research Activity |
研究機関をさらに1年延長することとして、この最終延長年の間に、これまで各研究で得られた結果をまとめて、学術論文という成果にすることに全力を注ぐ。またついに海外への出張が可能となったので、特に今年度は海外での研究成果発表を積極的に行い、その過程で海外の専門家との議論を行う機会を創出し、結果の論文化を推進していく予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(39 results)
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[Journal Article] Mesospheric ionization during substorm growth phase2022
Author(s)
Murase K.、Kataoka R.、Nishiyama T.、Nishimura K.、Hashimoto T.、Tanaka Y.、Kadokura A.、Tomikawa Y.、Tsutsumi M.、Ogawa Y.、Uchida H. A.、Sato K.、Kasahara S.、Mitani T.、Yokota S.、Hori T.、Keika K.、Takashima T.、Kasahara Y.、et al.
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Journal Title
Journal of Space Weather and Space Climate
Volume: 12
Pages: 18-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Collaborative Research Activities of the Arase and Van Allen Probes2022
Author(s)
Miyoshi Y.、Shinohara I.、Ukhorskiy S.、Claudepierre S. G.、Mitani T.、Takashima T.、Hori T.、Santolik O.、Kolmasova I.、Matsuda S.、Kasahara Y.、Teramoto M.、Katoh Y.、Hikishima M.、Kojima H.、Kurita S.、Imajo S.、Higashio N.、Kasahara S.、Yokota S.、Asamura K.、Kazama Y.、Wang S.-Y.、Jun C.-W.、Kasaba Y.、et al.
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Journal Title
Space Science Reviews
Volume: 218
Issue: 5
Pages: 38-38
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Multi‐Event Analysis of Plasma and Field Variations in Source of Stable Auroral Red (SAR) Arcs in Inner Magnetosphere During Non‐Storm‐Time Substorms2021
Author(s)
Inaba, Y., K. Shiokawa, S.-I. Oyama, Y. Otsuka, M. Connors, I. Schofield, Y. Miyoshi, S. Imajo, A. Shinbori, Y. Gololobov, Y. Kazama, S. -Y. Wang, S. W. Y. Tam, T.-F. Chang, B. -J. Wang, K. Asamura, S. Yokota, S. Kasahara, K. Keika, T. Hori, A. Matsuoka, Y. Kasahara, A. Kumamoto, S. Matsuda, Y. Kasaba et al.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 126
Issue: 4
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Low-altitude ion upflow observed by EISCAT and its effects on supply of molecular ions in the ring current detected by Arase (ERG)2021
Author(s)
Takada, M., Seki, K., Ogawa, Y., Keika, K., Kasahara, S., Yokota, S., et al.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 126
Issue: 5
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Penetration of MeV electrons into the mesosphere accompanying pulsating aurorae2021
Author(s)
Miyoshi Y.、Hosokawa K.、Kurita S.、Oyama S.-I.、Ogawa Y.、Saito S.、Shinohara I.、Kero A.、Turunen E.、Verronen P. T.、Kasahara S.、Yokota S.、Mitani T.、Takashima T.、Higashio N.、Kasahara Y.、Matsuda S.、Tsuchiya F.、Kumamoto A.、Matsuoka A.、Hori T.、Keika K.、Shoji M.、Teramoto M.、Imajo S.、Jun C.、Nakamura S.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 13724-13724
DOI
NAID
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[Journal Article] Response of the Ionosphere-Plasmasphere Coupling to the September 2017 Storm: What Erodes the Plasmasphere so Severely?2019
Author(s)
Obana, Y., N. Maruyama, A. Shinbori, K. K. Hashimoto, M. Fedrizzi, M. Nose, Y. Otsuka, N. Nishitani, T. Hori, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, S. Matsuda, A. Matsuoka, Y. Kasahara, A. Yoshikawa, Y. Miyoshi, and I. Shinohara
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Journal Title
Space Weather
Volume: 印刷中
Issue: 6
Pages: 1-1
DOI
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[Journal Article] Cusp and Nightside Auroral Sources of O + in the Plasma Sheet2019
Author(s)
Kistler L. M.、Mouikis C. G.、Asamura K.、Yokota S.、Kasahara S.、Miyoshi Y.、Keika K.、Matsuoka A.、Shinohara I.、Hori T.、Kitamura N.、Petrinec S. M.、Cohen I. J.、Delcourt D. C.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 124
Issue: 12
Pages: 10036-10047
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial relationship of SAPS and particle boundaries as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K., Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S., Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2022
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[Presentation] Spatial relationship of SAPS and particle boundaries as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
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SuperDARN Workshop 2022
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[Presentation] SAPS electric field and particle boundaries in the equatorial magnetosphere as observed by Arase2022
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T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
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地球電磁気・地球惑星圏学会第152回 総会・講演会
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[Presentation] Spatial relationship of SAPS and particle boundaries as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun1, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
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2021年度極域・中緯度SuperDARN研究集会
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[Presentation] The magnetospheric counterpart of subauroral polarization streams (SAPS) as observed by Arase2022
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T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun1, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
Organizer
第16回ERGサイエンス会議
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. Hori, Y. Miyoshi, T. Mitani, S. Kurita, M. Teramoto, T. Takashima, I. Shinohara, A. Matsuoka, S. G. Claudepierre, J. F. Fennell, J. B. Blake, C. A. Kletzing
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SuperDARN Workshop 2021
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堀 智昭 , 三好 由純 , 三谷 烈史 , 栗田 怜 , 寺本 万里子 , 高島 健 , 篠原 育 , 松岡 彩子 , Claudepierre S. G., Fennell J. F., Blake J. B., Kletzing Craig A.
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第148回地球電磁気・地球惑星圏学会総会および講演会
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Hori T., Miyoshi Y., Mitani T., Kurita S., Teramoto M., Takashima T., Shinohara I., Matsuoka A., Claudepierre S. G., Fennell J. F., Blake J. B., Kletzing Craig A.
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AGU Fall Meeting 2020
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堀 智昭,三谷 烈史,高島 健,Park Inchun,栗田 怜,寺本 万里子,東尾 奈々,笠原 慧,横田 勝一郎,三好 由純,篠原 育
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日本地球惑星科学連合2019年大会
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第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会および講演会
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堀 智昭,西谷 望,Shepherd Simon G,Ruohoniemi John M,桂華 邦裕,笠原 慧,横田 勝一郎,寺本 万里子,松岡 彩子,三好 由純,篠原 育,Lanzerotti Louis J,Mitchell Donald,Kletzing Craig A
Organizer
第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会および講演会
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Tomoaki Hori,Nozomu Nishitani,Simon G Shepherd,J. Michael Ruohoniemi,Kunihiro Keika,Satoshi Kasahara,Shoichiro Yokota,Mariko Teramoto,Ayako Matsuoka,Yoshizumi Miyoshi,Iku Shinohara,Nathaniel A Frissell,Louis J Lanzerotti,Craig Kletzing
Organizer
AGU Fall Meeting 2019
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