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Forecasting of space disasters using advanced ICT: Challenge to the speace meteorological radar

Research Project

Project/Area Number 19K22028
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Iwai Kazumasa  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00725848)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords宇宙天気予報 / 太陽嵐 / 気象レーダー / フェーズドアレイレーダー / 宇宙防災
Outline of Research at the Start

情報通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。この宇宙空間では太陽の爆発現象に伴う爆風が「太陽嵐」となって地球に到達し、人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。この太陽嵐を地球近傍に到達する前に予報することが本研究の目的である。そこで本研究では太陽嵐が電波を散乱しやすいという性質を利用し、地上電波観測から地球に接近中の太陽嵐を検出し早期予報を実現する。特に、一度に多数の方向を観測できる「デジタルフェーズドアレイ」の信号処理装置を開発し、研究代表者らが運用する電波望遠鏡に搭載することで、太陽嵐の広がりや接近速度を導出し、正確な到来予報を可能にする。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we have developed a "space weather radar" for the purpose of early forecasting of disasters caused by the sun in the geospace. We succeeded in developing a digital beam foaming device that can observe 8 directions simultaneously. We also developed an automatic calibration system on the developed phased array device. In parallel with conducting calibration and beam forming experiments using the developed device, we also made recommendations for the realization of a full-scale space weather radar using a large-scale observation system connected to a large number of this device.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、宇宙空間において太陽が原因で発生する災害の早期予報を目的とした「宇宙気象レーダー装置」の開発を行っている。情報通信衛星、宇宙ステーション、民間による宇宙旅行など、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。太陽ではフレアと呼ばれる爆発現象が頻発し、その爆風が「太陽嵐」となって地球に到達する。このとき宇宙空間では地上でいうゲリラ豪雨のような激しい環境変動が発生し、衛星障害など人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。本装置を用いることで太陽嵐の予報精度が格段に向上することが期待され、宇宙利用の進む昨今において社会的意義が大きい成果となった。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] PSTEP: project for solar?terrestrial environment prediction2021

    • Author(s)
      Kusano Kanya、Ichimoto Kiyoshi、Ishii Mamoru、Miyoshi Yoshizumi、Yoden Shigeo、Akiyoshi Hideharu、Asai Ayumi、Ebihara Yusuke、Fujiwara Hitoshi、Goto Tada-Nori、Hanaoka Yoichiro、Hayakawa Hisashi、Hosokawa Keisuke、Hotta Hideyuki、Hozumi Kornyanat、Imada Shinsuke、Iwai Kazumasa、et al
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 159-159

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01486-1

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Venus's induced magnetosphere during active solar wind conditions at BepiColombo's Venus 1 flyby2021

    • Author(s)
      Volwerk Martin、Sanchez-Cano Beatriz、Heyner Daniel、Aizawa Sae、Andr? Nicolas、Varsani Ali、Mieth Johannes、Orsini Stefano、Baumjohann Wolfgang、Fischer David、Futaana Yoshifumi、Harrison Richard、Jeszenszky Harald、Kazumasa Iwai、 et al
    • Journal Title

      Annales Geophysicae

      Volume: 39 Issue: 5 Pages: 811-831

    • DOI

      10.5194/angeo-39-811-2021

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] BepiColombo’s Cruise Phase: Unique Opportunity for Synergistic Observations2021

    • Author(s)
      Hadid L. Z.、Gnot V.、Aizawa S.、Milillo A.、Zender J.、Murakami G.、Benkhoff J.、Zouganelis I.、Alberti T.、Andr? N.、Bebesi Z.、Califano F.、Dimmock A. P.、Dosa M.、Escoubet C. P.、Griton L.、Ho G. C.、Horbury T. S.、Iwai K.、et al
    • Journal Title

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      Volume: 8 Pages: 718024-718024

    • DOI

      10.3389/fspas.2021.718024

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Global Distribution of the Solar Wind Speed Reconstructed from Improved Tomographic Analysis of Interplanetary Scintillation Observations between 1985 and 20192021

    • Author(s)
      Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Kojima Masayoshi、Iwai Kazumasa
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 922 Issue: 1 Pages: 73-73

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1862

    • NAID

      120007185077

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  • [Journal Article] Validation of coronal mass ejection arrival-time forecasts by magnetohydrodynamic simulations based on interplanetary scintillation observations2021

    • Author(s)
      Iwai Kazumasa、Shiota Daikou、Tokumaru Munetoshi、Fujiki Ken’ichi、Den Mitsue、Kubo Y?ki
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 9-9

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01345-5

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  • [Presentation] 次世代太陽風観測装置の開発と科学課題2022

    • Author(s)
      岩井一正
    • Organizer
      太陽研究者連絡会シンポジウム2021
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  • [Presentation] Next generation interplanetary scintillation observation system of ISEE2022

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      15TH QUADRENNIAL SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS SYMPOSIUM (STP-15)
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  • [Presentation] 次世代太陽風観測装置の計画と 2021 年度の進捗2022

    • Author(s)
      岩井一正
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      「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」、「太陽風プラズマ物理の最新成果と今後の展望」および「太陽圏・宇宙線関連の共同研究成果報告会」
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      岩井一正
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      日本天文学会 2022年春季年会
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  • [Presentation] 地上電波観測による太陽嵐の検出と宇宙天気予報への応用2022

    • Author(s)
      岩井一正
    • Organizer
      宇宙電波懇談会シンポジウム2021
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  • [Presentation] 次世代IPS観測装置の開発: 科学検討と実験機2021

    • Author(s)
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代太陽風観測のためのデジタルフェーズドアレイ装置の開発2:多段接続による大規模アレイの実現2021

    • Author(s)
      岩井一正
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      地球電磁気・地球惑星圏学会 第150回総会・講演会
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  • [Presentation] 次世代太陽風観測装置による太陽圏研究2021

    • Author(s)
      岩井一正
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      日本天文学会 2021年秋季年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development and Validation of CME Arrival-Time Forecasting System by MHD Simulations based on Interplanetary Scintillation Observations2021

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly 2021
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IPS based heliospheric MHD simulation for the space weather forecasting2021

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      Online Radio Heliophysics Catch-up
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 次世代太陽風観測装置による革新的太陽圏科学の実現2021

    • Author(s)
      岩井一正
    • Organizer
      シンポジウム「太陽研究:30年代の科学研究戦略」
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] IPS観測による太陽圏研究の展望と次世代太陽風観測装置2021

    • Author(s)
      岩井一正
    • Organizer
      茨城大学重点研究「宇宙科学教育研究センターを核とした宇宙惑星科学教育研究の新展開」サマリー研究会
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Interplanetary scintillation observation of ISEE during the BepiColombo cruise phase2021

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      第25太陽活動周期における内部太陽圏研究の新展開 2021
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      2021 Annual Research Report
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  • [Presentation] ISEE太陽風観測装置の次世代機の開発2021

    • Author(s)
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • Organizer
      ISEE合同研究集会「太陽地球環境と宇宙線モジュレーション」、「惑星間空間プラズマにおける波動現象」および太陽圏・宇宙線関連の共同研究成果報告会
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  • [Presentation] 次世代太陽風観測のための汎用デジタルフェーズドアレイ装置の開発2021

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      岩井 一正
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      日本天文学会2021年春季年会
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  • [Presentation] 次世代惑星間空間シンチレーション観測用2次元フェーズドアレイ装置の開発2020

    • Author(s)
      岩井 一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • Organizer
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020:Virtual
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Next generation digital phased array IPS observation system of ISEE2020

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      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      "Technology for Next Generation Space-Earth Environmental Radio Science", a workshop by ISEE
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    • Int'l Joint Research / Invited
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      岩井 一正
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      The ALMA 2030 Vision: Design considerations for Digitizers, Backend and Data Transmission System
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 次世代宇宙地球系観測のための汎用デジタルフェーズドアレイ装置の開発2020

    • Author(s)
      岩井 一正
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      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会の総会および講演会
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  • [Presentation] 次世代太陽風観測装置による太陽圏研究の新展開2020

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      岩井 一正
    • Organizer
      2020年度太陽研連・太陽スペース研究シンポジウム
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  • [Presentation] 327MHz帯域における惑星間空間シンチレーション観測のための次世代装置の開発検討2020

    • Author(s)
      岩井一正、徳丸 宗利、藤木 謙一
    • Organizer
      日本天文学会2020年春季年会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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