| 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) |
2024-04-01 – 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 / 電離圏 / 超高層大気 / オーロラ / 光学干渉計 / EISCAT / 極域 / 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から百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。Scanning Doppler Imager（SDI）とEISCAT_3D同時観測に向けた準備活動・研究として、日・フィンランドによるEISCATレーダーとの国際共同観測の実施（2024年11-12月）、EISCAT・FPI・衛星・GNSS受信機を用いた電離圏ー熱圏結合研究について誌上論文に発表した。
当初計画した北欧3地点（フィンランドに2ヶ所、スウェーデンに1ヶ所）の内、2023年度にスウェーデン、2024年度にフィンランド2ヶ所にSDIを設置して運用を開始した。
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。
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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
2024年度の当初計画は、SDI, EISCAT_3D, 光学カメラを用いた観測実験の実施とその同時観測データの解析を行い、国内外の学会において成果発表を行うことになっていた。
2024年度中に3機のSDIの設置を行い、定常観測を開始した。EISCAT_3Dの建設が遅れているものの、現行EISCATレーダーを用いた観測実験をSDIと光学カメラとともに実施した。この同時観測データの解析と過去のデータの解析は概ね予定通りに進められた。これらの解析結果を学会発表、誌上論文発表することができた。これらの活動と成果から、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
SDIの運用が始まり、順調にデータが取得されている。レーダーと光学カメラとの同時観測イベントを中心に解析を進め、国内外の学会での発表と誌上論文発表を進める。
北欧での白夜が終わる9月頃に光学観測を再開する。観測所を訪問して、観測再開の準備と装置の維持を行う。
SDI-EISCAT_3D同時観測・データ解析のための国際共同研究を加速させるために、国際研究ワークショップ（2024年11月に名古屋大学主催で実施予定）とフィンランドの共同機関の訪問（2024年秋・冬に実施予定）を行う。
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