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Construction of data-assimilation type solar storm arrival prediction model using radio observations

Publicly Offered Research

Project AreaSolar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure
Project/Area Number 18H04442
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

岩井 一正  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00725848)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords宇宙天気 / 太陽風 / データ同化 / 電波天文学 / 太陽嵐
Outline of Annual Research Achievements

通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は、宇宙空間の環境に依存している。そのため、太陽活動に起因する擾乱(太陽嵐)の地球周辺への到来予測が重要である。本研究では応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を、電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発することで、太陽起因の擾乱現象の地球への到来予報精度を向上させることを目的として以下の研究を行った。
計画初年度には、応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発を行い、完成させることに成功した。本モデルをまとめた論文が今年度に出版された。
また、本年度は過去の太陽嵐イベントに対して、本モデルで擬似的に予報を行い、電波観測データを同化することでどのように予報精度が向上するか、性能評価を行った。まず、過去に観測された太陽嵐のイベントリストから地球に向かって放出されたイベントを抽出した予報対象イベントリストを作り、次にそのリストのイベントに対して、電波観測データを同化しないモデルと、本研究で開発した電波観測データを同化するモデルで擬似的に予報を行い、それぞれのモデルの予報到達時間を実際の太陽嵐の到達時間と比較することで、電波観測データが予報結果に与える影響を調査した。その結果、現在最大で10時間以上にもなる太陽嵐到達予報時刻の誤差を5時間以下まで向上できることを明らかにした。本結果を論文にまとめて、現在査読付き国際誌に投稿中である。
並行して、情報通信研究機構の宇宙天気予報センターにて本モデルでリアルタイムに予報を行いその結果を発信するシステムを構築した。今後、人工衛星事業者など宇宙天気予報情報を必要とする多くの利用者に役立てられることが期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] NASA Goddard Space Flight Center/The Catholic University of America/LMSAL(米国)

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  • [Int'l Joint Research] NASA(米国)

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  • [Journal Article] Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles2020

    • Author(s)
      Iwai Kazumasa、Yashiro Seiji、Nitta Nariaki V.、Kubo Yuki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 888 Issue: 1 Pages: 50-50

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab57ff

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  • [Journal Article] Estimating the Temperature and Density of a Spicule from 100 GHz Data Obtained with ALMA2020

    • Author(s)
      Shimojo Masumi、Kawate Tomoko、Okamoto Takenori J.、Yokoyama Takaaki、Narukage Noriyuki、Sakao Taro、Iwai Kazumasa、Fleishman Gregory D.、Shibata Kazunari
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 888 Issue: 2 Pages: L28-L28

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab62a5

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2019

    • Author(s)
      Iwai, Kazumasa, Shiota, Daikou, Tokumaru, Munetoshi, Fujiki, Ken'ichi, Den, Mitsue, Kubo, Yuki
    • Journal Title

      Earth Planets Space

      Volume: 71 Issue: 1 Pages: 39-39

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1019-5

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative Study of Microwave Polar Brightening, Coronal Holes, and Solar Wind over the Solar Poles2019

    • Author(s)
      Fujiki Ken’ichi、Shibasaki Kiyoto、Yashiro Seiji、Tokumaru Munetoshi、Iwai Kazumasa、Masuda Satoshi
    • Journal Title

      Solar Physics

      Volume: 294 Issue: 3 Pages: 30-30

    • DOI

      10.1007/s11207-019-1418-6

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  • [Journal Article] Solar Polar Brightening and Radius at 100 and 230 GHz Observed by ALMA2019

    • Author(s)
      Selhorst Caius L.、Simoes Paulo J. A.、Brajsa Roman、Valio Adriana、de Castro C. G. Gimenez、Costa Joaquim E. R.、Menezes Fabian、Rozelot Jean Pierre、Hales Antonio S.、Iwai Kazumasa、White Stephen
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 871 Issue: 1 Pages: 45-45

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf4f2

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  • [Presentation] Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles2020

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai, Seiji Yashiro, Nariaki V. Nitta, and Yuki Kubo
    • Organizer
      The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium “Toward the Solar-Terrestrial Environmental Prediction as Science and Social Infrastructure”
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  • [Presentation] Development and operation of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2020

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and K. Kubo
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      The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium “Toward the Solar-Terrestrial Environmental Prediction as Science and Social Infrastructure”
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      岩井一正、 八代誠司、新田就亮、久保勇樹
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      岩井一正
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      岩井一正
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      岩井一正
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      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」2019
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      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      Korea-Japan Space Weather Workshop 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IPS 観測データを用いた太陽嵐到来予測モデルの開発と内部太陽圏研究2019

    • Author(s)
      岩井一正、塩田大幸
    • Organizer
      「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」第4 回
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  • [Presentation] Development of coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2019

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai, Daikou Shiota, Munetoshi Tokumaru, Kenichi Fujiki, Mitsue Den, Yuki Kubo
    • Organizer
      International ISEE symposium "Recent progress in heliospheric physics by direct measurements of unexplored space plasmas"
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] データ同化シミュレーションによる内部太陽圏の可視化2019

    • Author(s)
      岩井一正
    • Organizer
      第3回 太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] データ同化シミュレーションによる内部太陽圏の可視化2019

    • Author(s)
      岩井一正、塩田大幸、徳丸宗利、藤木謙一、田光江、久保勇樹
    • Organizer
      2019年度太陽研究者連絡会シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of space weather forecast system using interplanetary scintillation (IPS) observations2018

    • Author(s)
      K. Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and Y. Kubo
    • Organizer
      the 3rd PSTEP International Symposium (PSTEP-3)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IPS observation of ISEE2018

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai
    • Organizer
      The Workshop on Solar Radio and IPS Data Analysis
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of CME forecast system using IPS based MHD simulation2018

    • Author(s)
      Kazumasa Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and Y. Kubo
    • Organizer
      The Workshop on Solar Radio and IPS Data Analysis
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ALMAによる太陽の単面鏡観測:ビームパターンモデルとデコンボリューション2018

    • Author(s)
      岩井 一正、Bastian Timothy、White Stephen、下条 圭美
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
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  • [Presentation] 惑星間空間シンチレーション観測を用いたデータ同化型 太陽嵐到来予測モデルの開発2018

    • Author(s)
      岩井一正、塩田大幸、久保勇樹、田光江、徳丸宗利、藤木謙一
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
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  • [Presentation] 惑星間空間シンチレーション観測を用いた内部太陽圏の可視化と太陽嵐到来予測2018

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      岩井一正、塩田大幸、徳丸宗利、藤木謙一、田光江、久保勇樹
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第144回講演会
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  • [Remarks] IPS観測によるデータ同化型宇宙天気予報モデルを開発

    • URL

      http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/research-results/20190627.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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