| Project/Area Number |
22K14453
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
和田 有希 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40879144)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 雷放電 / ミューオン / 電場 / 雷雲 / 気象観測 / 雷予知 |
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| Outline of Research at the Start |
激しい雨とともに発生する雷放電は、生命や社会インフラなどに大きな被害を与えうる脅威である。これまで電波による雷放電の監視、大気中の電場計測などが行われ、雷放電に対する理解は飛躍的に進んできたが、依然として雷放電がいつどこで発生するかという「雷予知」は確立していない。一方で近年、雷雲の中に存在する強電場領域が電荷を持つ高エネルギー粒子を加速・減速しているということが明らかになりつつある。本研究課題では雷放電の直前に雷雲で加速・減速されるミューオンの観測で、雲内の強電場の有無を明らかし、最新の気象レーダーの観測とも組み合わせながら、ミューオンの観測が雷の直前予知に有効かを検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
落雷は積乱雲における降水粒子の帯電によって形成される強電場によって引き起こされるため、雷雲内の電場をあらかじめ検知できれば、落雷の予知予測へとつながる。本研究課題では雷雲内の電場によって荷電粒子であるミューオンが加減速される効果を観測し、落雷予知への有効性を探る。
昨年度制作した1台に加え、本年度はさらに2台のミューオン検出器を制作し、石川県金沢市、茨城県つくば市、大阪府吹田市での観測を実施、継続している。また2022年度に石川県金沢市の冬における運用で、上空を雷雲が通過した事例が検知されたため、解析を行った。このとき地上の電場計は雷雲通過時特有の変動を示し、さらに併設している放射線検出器にてガンマ線グローと呼ばれる雷雲由来の高エネルギー現象も検知した。このときミューオンの検知数が一時的に12%の増加を示し、強電場によるミューオンの変化である可能性が示された。この結果は大気電気学会にて発表した。
また雷雲通過時の高エネルギー現象について、これまでの観測データの解析も実施した。ガンマ線グロー検出時に雷放電が発生してグローが途絶した事象について、長波帯電波観測との比較を行い、グローの発生領域ではなく、その上部の電荷領域が放電され、間接的に途絶に至ったと結論付けた。またガンマ線グロー発生時の大気電場および気象レーダーの系統的な解析を実施し、ガンマ線グローを発生させる局所的な電場構造が地上で観測される強い負の大気電場に対応することを明らかにした。これらは2篇の論文として掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り合計3台の検出器を制作して各所で運用をしている。取得したデータについても、主に2022年度の観測結果について解析を進めて学会発表できており、今年度については概ね順調に進展している。加えて過去の観測事例の解析から2本の論文を出版できており、観測実験と科学的成果の創出を両立できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度に当たるため、現在の観測網を維持しつつ、これまでの観測結果の解析を継続し、まとめる予定である。
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