Study of transport and distribution of O+ ions in geospace by multi-satellite observation and numerical simulation
Project/Area Number |
21H01147
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
|
Research Institution | Nagoya City University (2023) Nagoya University (2021-2022) |
Principal Investigator |
能勢 正仁 名古屋市立大学, データサイエンス学部, 教授 (90333559)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 彩子 京都大学, 理学研究科, 教授 (80270437)
熊本 篤志 東北大学, 理学研究科, 准教授 (00302076)
淺村 和史 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50321568)
寺本 万里子 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10614331)
山本 和弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (30888730)
|
Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
Budget Amount *help |
¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
|
Keywords | ジオスペース / 酸素イオントーラス / 電離圏イオン流出 / サブストーム / FALEO / Warm plasma cloak / 電離層イオン流出 / 磁場双極子化 |
Outline of Research at the Start |
地球周辺の宇宙空間(ジオスペース)は真空ではなく、プラズマ(正の電荷を帯びた粒子であるイオンと負の電荷を帯びた粒子である電子の混合物)に満ちている。ジオスペースにおけるプラズマは、時として、酸素イオンの密度が急激に増加し、イオン組成が大きく変わることがある。プラズマのイオン組成は、その場所で生起する数多くの電磁気現象の性質を支配するパラメターであるため、その変化原因や変化領域を明らかにすることが極めて重要である。そこで、この研究では、「低エネルギー酸素イオンが、どのように電離層からジオスペースへ輸送され、どのように分布しているのか」について明らかにすることを目的とする。
|
Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は、電離圏から磁力線に沿って直接ジオスペースに流出して来る低エネルギーO+イオン(Field-aligned low-energy O+ ion, FALEOと命名)と酸素イオントーラス(Oxygen torus)および温かいプラズマクローク(Warm plasma cloakとの関連性に注目した。あらせ衛星の3年半以上に及ぶ長期間の観測データを統計解析し、50 eVから300 eVのH+, O+イオンの空間分布を調査した。その結果、O+イオンは夕方-真夜中から午前側についてフラックス量が大きく、動径方向には地球半径の約4倍辺りでピークを示すのに対し、H+イオンは真夜中過ぎから朝側についてフラックス量が大きく、動径方向には地球から離れるほど増加していく傾向が見られた。この空間分布は、H+, O+イオンの主な供給源や輸送経路が異なることを示している。また、O+イオンのピッチ角分布は、磁力線に対して垂直方向より、水平方向のほうに偏っていることも分かった。O+イオンの空間分布やピッチ角分布に関しては、これまでの研究で明らかにしてきた通り、電離圏起源の低エネルギーイオンが夜側のオーロラ帯からジオスペースに向かって流れ出し、その後東向きにドリフトしていくことを支持する結果であり、FALEOがOxygen torusやO+イオンのWarm plasma cloakを形成することが明らかになった。この研究成果は、複数の研究会で発表し、現在投稿論文にまとめているところである。
|
Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(54 results)
-
-
-
-
[Journal Article] Field-aligned currents associated with pulsating auroral patches: Observation with Magneto-Impedance Magnetometer (MIM) onboard Loss through Auroral Microburst Pulsations (LAMP) sounding rocket2024
Author(s)
Nose, M., K. Hosokawa, R. Nomura, M. Teramoto, K. Asamura, Y. Miyoshi, T. Mitani, T. Sakanoi, T. Namekawa, T. Kawano, Y. Iwanaga, S. Tatematsu, M. Hirahara, A. Halford, M. Shumko, M. R. Lessard, K. Lynch, N. Paschalidis, A. N. Jaynes, and M. G. McHarg
-
Journal Title
ツ?Journal of Geophysical Research
Volume: 129
Issue: 6
Pages: 1-16
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
[Journal Article] New observational projects in New Zealand for studying radiation belt loss processes in the deep inner magnetosphere: instrumentation, operation by solar power and initial results2024
Author(s)
Obana, Y., K. Sakaguchi, M. Nose, K. Hosokawa, P. Jaquiery, S. Saita, K. Shiokawa, M. Connors, A. Kadokura, T. Nagatsuma, and Tanja Petersen
-
Journal Title
Earth, Planets and Space
Volume: 76
Issue: 1
Pages: 1-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
[Journal Article] Direct evidence of drift-compressional wave generation in the Earth's magnetosphere detected by Arase2024
Author(s)
Yamamoto, K. A. V. Rubtsov, D. V. Kostarev, P. N. Mager, D. Y. Klimushkin, M. Nose, A. Matsuoka, K. Asamura, Y. Miyoshi, S. Yokota, S. Kasahara, T. Hori, K. Keika, Y. Kasahara, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, M. Shoji, S. Nakamura, and I. Shinohara
-
Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 51
Issue: 8
Pages: 1-11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Simultaneous precipitation of sub-relativistic electron microburst and pulsating aurora electrons2023
Author(s)
Namekawa, T., T. Mitani, K. Asamura, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, M. Lessard, C. Moser, A. J. Halford, T. Sakanoi, M. Kawamura, M. Nose, R. Nomura, M. Teramoto, M. Shumko, K. A. Lynch, A. N. Jaynes, M. G. McHarg
-
Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 50
Issue: 24
Pages: 1-10
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
[Journal Article] Flux enhancements of field-aligned low-energy O+ ion (FALEO) in the inner magnetosphere: A possible source of warm plasma cloak and oxygen torus2022
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Kletzing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, G. D. Reeves, and J. W. Gjerloev
-
Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 127
Issue: 3
Pages: 1-19
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Field-aligned currents associated with pulsating auroral patches: Observation with Magneto-Impedance Magnetometer (MIM) onboard Loss through Auroral Microburst Pulsations (LAMP) sounding rocket2023
Author(s)
Nose, M., K. Hosokawa, R. Nomura, M. Teramoto, K. Asamura, Y. Miyoshi, T. Mitani, T. Sakanoi, T. Namekawa, T. Kawano, Y. Iwanaga, S. Tatematsu, M. Hirahara, A. Halford, M. Shumko, M. R. Lessard, K. Lynch, N. Paschalidis, A. N. Jaynes, and M. G. McHarg
Organizer
日本地球惑星科学連合2023年大会
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Application of magneto-impedance (MI) sensor to geomagnetic field measurements for magnetoseismology2023
Author(s)
Nose, M., T. Maeda, H. Nomura, T. Adachi, Y. Yamamoto, A. Kumamoto, S. Ishida, T. Kawano, Y. Iwanaga, and S. Tatematsu
Organizer
IUGG2023 (Berlin)
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Application of magneto-impedance sensor to geomagnetic field measurements2022
Author(s)
Nose, M., H. Nomura, T. Maeda, H. Ichihara, M. Hirahara, Y. Iwanaga, T. Kawano, M. Teramoto, R. Nomura, and K. Asamura
Organizer
15th Solar-Terrestrial Physics Symposium (STP-15)
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Flux enhancements of field-aligned low-energy O+ ion (FALEO) in the inner magnetosphere: A possible source of warm plasma cloak and oxygen torus2022
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, G. D. Reeves, and J. W. Gjerloev
Organizer
ジオスペースの低エネルギープラズマ研究集会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Multisatellite observations of field-aligned low-energy O+ ion flux enhancements in the inner magnetosphere: September 22, 2018, Event2021
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, and G. D. Reeves
Organizer
日本地球惑星科学連合2021年大会
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Multisatellite observations of field-aligned low-energy O+ ion flux enhancements in the inner magnetosphere: September 22, 2018, Event2021
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, and G. D. Reeves
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society 2021
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Multisatellite observations of field-aligned low-energy O+ ion flux enhancements in the inner magnetosphere: September 22, 2018, Event2021
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, and G. D. Reeves
Organizer
IAGA IASPEI 2021
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Field-aligned low-energy O+ (FALEO) ion flux enhancements in the inner magnetosphere: A possible source of warm plasma cloak and oxygen torus2021
Author(s)
能勢正仁, 松岡彩子, 三好由純, 浅村和史, 堀智昭, 寺本万里子, 篠原育, 平原聖文, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, and G. D. Reeves
Organizer
第150回地球電磁気・地球惑星圏学会総会
Related Report
-
-
[Presentation] SGEPSSにおけるデータ出版・データ引用の現状とその実践・意義2021
Author(s)
能勢正仁, 村山泰啓, 西岡未知, 石井守, 今井弘二, 木下武也, 小山幸信, 相良毅, 林和宏, 端場純子, 三好由純, 堀智昭, 浅利晴紀, 垰千尋
Organizer
第150回地球電磁気・地球惑星圏学会総会
Related Report
-
[Presentation] Field-aligned low-energy O+ (FALEO) ion flux enhancements in the inner magnetosphere: A possible source of warm plasma cloak and oxygen torus2021
Author(s)
Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, M. Hirahara, C. A. Klezing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. E. Spence, and G. D. Reeves
Organizer
2021 AGU Fall Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-