Elucidation of Magnetospheric Magnetic Topology Bifurcation by Numerical Simulations

• Project/Area Number: 22840032
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: WATANABE Masakazu 九州大学, 宙空環境研究センター, 准教授 (70446607)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2011: ¥1,495,000 (Direct Cost: ¥1,150,000、Indirect Cost: ¥345,000); Fiscal Year 2010: ¥1,625,000 (Direct Cost: ¥1,250,000、Indirect Cost: ¥375,000)
• Keywords: 磁場トポロジー / 地球磁気圏 / 磁気圏対流 / 交換型滋力線再結合 / 交換型磁力線再結合

Research Abstract

We investigated the solar wind-magnetosphere interaction using numerical magnetohydrodynamic simulation and examined the magnetic flux circulation(plasma convection) from a point of view of magnetic topology. We found a new magnetic flux circulation mode operating that is different from the one previously expected. The circulation mode is driven by magnetic re connection between open and closed geomagnetic field lines. There are various appearance patterns depending on the directions of the interplanetary magnetic field and the Earth' s dipole axis. Ionospheric convection patters reported in the past are successfully explained by this new idea of magnetic flux circulation.

Research Products

• [Journal Article] 惑星空間磁場北向き時に現れる夜側プラズマ対流の解釈 (2012)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 田中高史, 久保田康文, 村田健史
  • Journal Title: 第7回磁気圏電離圏複合系における対流に関する研究会 Pages: 1-8
• [Journal Article] 惑星空間磁場北向き時に現れる夜側プラズマ対流の解釈 (2012)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 田中高史, 久保田康文, 村田健史
  • Journal Title: 第7回磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会抄録集(吉備国際大学・名古屋大学太陽地球環境研究所) Volume: (印刷中)
• [Journal Article] Ionospheric convection signatures of the interchange cycle at small interplanetary magnetic field clock angles (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., G. J. Sofko, X. Yan, K. A. McWilliams, J.-P. St. Maurice, A. V. Koustov, G. C. Hussey, and M. R. Hairston
  • Journal Title: Journal of GeophysicalResearch Volume: 115 Issue: A12
  • DOI: 10.1029/2009ja015041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dipole tilt effects on the magnetosphereionosphere convection system during interplanetary magnetic field BYdominated periods : MHD modeling (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., K. Kabin, G. J. Sofko, R. Rankin, T. I. Gombosi, and A. J. Ridley
  • Journal Title: Journal of GeophysicalResearch Volume: vol.115 Issue: A7
  • DOI: 10.1029/2009ja014910
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dipole tilt effects on the magnetosphere-ionosphere convection system during interplanetary magnetic field BY-dominated periods : MHD modeling (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., K.Kabin, G.J.Sofko, R.Rankin, T.I.Gombosi, A.J.Ridley
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 115
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ionospheric convection signatures of the interchange cycle at small interplanetary magnetic field clock angles (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., G.J.Sofko, X.Yan, K.A.McWilliams, J.-P.St.-Maurice, A.V.Koustov, G.C.Hussey, M.R.Hairston
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 115
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 惑星空間磁場北向き時の磁気圏:磁気圏のトポロジー的観方,平成23年度 (2012)
  • Author(s): 渡辺正和,藤田茂,久保田康文,品川裕之,田中高史,村田健史
  • Organizer: 第2回太陽地球環境(STE)現象報告会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-15
• [Presentation] 惑星空間磁場北向き時の磁気圏:磁気圏のトポロジー的観方 (2012)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 久保田康文, 品川裕之, 田中高史, 村田健史
  • Organizer: 平成23年度・第2回太陽地球環境(STE)現象報告会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-15
• [Presentation] 大規模トランスポーラーアークに伴う沿磁力線電流の数値シミュレーション (2012)
  • Author(s): 崎戸伸太郎, 渡辺正和, 田中高史, 品川裕之, 村田健史
  • Organizer: 2011年度電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-14
• [Presentation] シータオーロラに伴う沿磁力線電流について (2012)
  • Author(s): 川崎尊明, 渡辺正和
  • Organizer: 2011年度電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-14
• [Presentation] 惑星間空間磁場BYに依存する昼間側沿磁力線電流系の生成機構 (2012)
  • Author(s): 深町亮介, 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 村田健史
  • Organizer: 2011年度電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-13
• [Presentation] Magnetospheric sources and mechanisms of Region 2 field-aligned currents (2012)
  • Author(s): 花岡知幾, 渡辺正和, 藤田茂, 田中高史, 品川裕之, 村田健史
  • Organizer: 2011年度電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2012-03-13
• [Presentation] Pseudoconjugate phenomena at high latitudes (2012)
  • Author(s): Watanabe, M.
  • Organizer: NIPR Symposium on Conjugate Aurora and SuperDARN past
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(立川)
  • Year and Date: 2012-02-17
• [Presentation] Pseudoconjugate phenomena at high latitudes (2012)
  • Author(s): Watanabe, M.
  • Organizer: NIPR Symposium on Conjugate Aurora and SuperDARN-past, present and future
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(東京)
  • Year and Date: 2012-02-17
• [Presentation] 惑星間磁場北向き時に現れるBY成分に制御された夜側プラズマ対流系の起源 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和,藤田茂,品川裕之,田中高史,久保田康文,村田健史
  • Organizer: 第35回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(立川)
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] 惑星間磁場北向き時に現れるBY成分に制御された夜側プラズマ対流系の起源 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 田中高史, 久保田康文, 村田健史
  • Organizer: 第35回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(東京)
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] 惑星間磁場北向き時に発生するBY成分に支配される夜側プラズマ対流系の起源 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和,藤田茂,品川裕之,田中高史,村田健史
  • Organizer: 第130回球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 神戸大学(神戸)
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] 惑星間磁場北向き時に発生するBY成分に支配される夜側プラズマ対流系の起源 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 田中高史, 村田健史
  • Organizer: 第130回球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫)
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] Constitution of sources and mechanisms for the region 2 field-aligned currents (2011)
  • Author(s): 花岡知幾, 渡辺正和, 田中高史, 藤田茂, 品川裕之, 村田健史
  • Organizer: 第130回球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫)
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] 大規模トランスポーラーアークに伴う沿磁力線電流の数値シミュレーション (2011)
  • Author(s): 崎戸伸太郎, 渡辺正和, 田中高史, 品川裕之, 村田健史
  • Organizer: 第130回球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫)
  • Year and Date: 2011-11-04
• [Presentation] 村田健史,惑星間磁場北向き時に現れる夜側プラズマ対流の解釈 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和,藤田茂,品川裕之,田中高史,村田健史
  • Organizer: 第7回磁気圏一電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学環境総合館(名古屋)
  • Year and Date: 2011-09-28
• [Presentation] 惑星間磁場北向き時に現れる夜側プラズマ対流の解釈 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和, 藤田茂, 品川裕之, 田中高史, 村田健史
  • Organizer: 第7回磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(愛知)
  • Year and Date: 2011-09-28
• [Presentation] リコネクションにより駆動される電離圏対流 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和
  • Organizer: 2011年度中間圏・熱圏・電離圏(MTI)研究会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
  • Year and Date: 2011-08-31
• [Presentation] リコネクションにより駆動される電離圏対流 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和
  • Organizer: 2011年度中間圏・熱圏・電離圏(MTI)研究会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-31
• [Presentation] 惑星間空間磁場北向き時に現れるリシプロカル電離圏対流セル (2011)
  • Author(s): 渡辺正和,池田鈴菜,藤田茂,品川裕之,田中高史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年度連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2011-05-25
• [Presentation] リシプロカルセルの観測とMHDシミュレーションによる再現 (2011)
  • Author(s): 渡辺正和,池田鈴菜,藤田茂,品川裕之,田中高史
  • Place of Presentation: 九州大学西新プラザ(福岡)
  • Year and Date: 2011-02-28
• [Presentation] 惑星間磁場BY卓越時の粘性対流セルとマージング対流セルの関係 (2010)
  • Author(s): 渡辺正和, K. Konstantin, G. J. Sofko, R. Rankin, A. J. Ridley, and T. I. Gombosi
  • Organizer: 第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 沖縄県市町村自治会館(那覇)
  • Year and Date: 2010-11-01
• [Presentation] 惑星間磁場BY卓越時の粘性対流セルとマージング対流セルの関係 (2010)
  • Author(s): 渡辺正和, K.Konstantin, G.J.Sofko, R.Rankin, A.J.Ridley, T.I.Gombosi
  • Organizer: 第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: 那覇
  • Year and Date: 2010-11-01
• [Presentation] Interchange cycles at small IMF clock angles (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., and G. J. Sofko
  • Organizer: 2010 Asia-Pacific RadioScience Conference
  • Place of Presentation: 富山国際会議揚(富山)
  • Year and Date: 2010-09-26
• [Presentation] Interchange cycles at small IMF clock angles (2010)
  • Author(s): Watanabe, M., G.J.Sofko
  • Organizer: 2010 Asia-Pacific Radio Science Conference
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2010-09-26