| Project/Area Number |
23K22554
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| Project/Area Number (Other) |
22H01283 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大山 伸一郎 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (20444424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 泰信 国立極地研究所, 共同研究推進系, 教授 (00362210)
坂野井 健 東北大学, 理学研究科, 准教授 (80271857)
細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | 熱圏 / 極域 / 電離圏 / オーロラ / 超高層大気 / ジュール加熱 / メソスケール |
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| Outline of Research at the Start |
地球の熱圏大気（高度100-300 km）の正確な把握の鍵を握る現象がオーロラによる極域熱圏の加熱と膨張である。これまでの理論・シミュレーション研究によって、この加熱と膨張の定量的理解の根源は数十～百km規模（メソスケール）のオーロラと電離圏イオン速度の空間構造にあることが示された。しかし観測実証はできていない。本研究は電離圏を測定するEISCAT_3D、熱圏を測定する大型光学干渉計（SDI）、高分解能全天カメラ網からなる、世界最高水準の観測装置群を使い、世界初となる電離圏・熱圏・オーロラの同時・イメージング測定を行う。そしてメソスケール構造が極域熱圏を加熱・膨張させるメカニズムを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はオーロラによる極域熱圏の加熱（温度上昇）と膨張（上昇流発生と水平風加速）との関係を観測データから解き明かすことを目的としている。これまでの理論・シミュレーション研究によって、この加熱と膨張の定量的理解の根源は数十～百km規模（メソスケール）のオーロラと電離圏イオン速度の空間構造にあることが示された。しかし電離圏・熱圏・オーロラの同時高分解能観測（とりわけ熱圏観測）の難しさから、観測実証はできていない。
本事業の開始以降、北欧で運用する光学干渉計（FPI）、オーロラカメラ（ASI）、欧州非干渉散乱レーダー（EISCAT）を用いた観測実験を実施してきた。その活動で取得したデータとともに、過去10年以上にわたり蓄積された観測データの解析を行った。
本科研費予算を用いて北欧の観測施設を訪問し、メンテナンスを行うことで装置を最良の状態に維持した。その結果、継続的に良好なデータを取得できた。1-2年後に本格運用が始まるEISCAT_3Dレーダーとのより良い共同観測体制を構築するために、本科研費予算を使って人員を現地に派遣し、光学観測装置の設置拠点を移動させた。
観測実験およびアーカイブされたデータの解析研究から、例えば、熱圏風速の地磁気活動度と惑星間空間磁場に対する依存性、磁気嵐に伴う過去最大の風速を査読付き誌上論文に発表した。これら以外にも成果リストに記載したように多数の論文・学会発表を本科研費予算を用いて実施した。
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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
当初計画は、2023年度前期（計画年度2年目）までに既存データの解析を通して、同年度後期から始まる SDI-EISCAT_3D-ASI総合観測実験の計画立案を実施することになっていた。既存データの解析と観測計画の立案は、概ね予定通りに進められた。一方、SDIとEISCAT_3Dの観測開始が遅れており、2023年度後期に実施予定だった観測活動は、予定の一部しかできなかった。
しかし、3機設置するSDIの内、1機の設置が2023年度末に完了し、観測を開始できた。残り2機の設置と観測開始を2024年8-9月に行えられる目途を2023年度中に立てることができた。EISCAT_3Dの運用開始は2024年度以降になるものの、現行のEISCATレーダーがそれまで稼働するので、SDIが full scale 観測を始める 2024年9月以降は、現行レーダーを用いた総合観測を実施し、2024年度の研究目標を達成させる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度始め（4-5月）に北欧の観測拠点および共同研究機関を訪問し、2024年9月に開始するSDIを用いた総合観測実験の準備（装置の運用体制や観測モードの確認）を行う。またEISCATレーダー運用時間の申請を実施する。2024年7-8月にノルウェーで開催される国際学会に参加し、これまでに本事業で得られた解析結果を発表する。その後、フィンランドを訪問し、2機のSDIを含む装置の設置作業を行い、それ以降の毎年冬から春まで観測装置を運用する。
2024年5月と11月に開催される国内学会、2024年12月に米国で開催される国際学会で成果発表を行う。
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