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Downward propagation and amplification mechanism for the effect of energetic particle precipitation

Publicly Offered Research

Project AreaSolar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure
Project/Area Number 18H04450
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

冨川 喜弘  国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (20435499)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords太陽プロトンイベント / 気象再解析データ / オゾン / 高エネルギー粒子 / 再解析データ / 中間圏 / 成層圏 / 下方伝播 / 高エネルギー荷電粒子 / 環状モード
Outline of Annual Research Achievements

前年度の研究により、太陽プロトンイベントの影響が気象再解析データに現れるかどうかは同データ中のデータ同化および放射・力学相互作用の表現に依存していることがわかったため、各種気象再解析データ内でのそれらのプロセスの表現について調査した。その結果、気象再解析データMERRA2中ではオゾンの衛星観測データを同化することで太陽プロトンイベントに伴うオゾン減少の影響、およびそれに伴う放射過程への影響が表現されている可能性が高いことがわかった。
そこで、Aura/MLSによるオゾン観測データが同化されている期間(2004年10月以降)の太陽プロトンイベントについて、MLSおよびMERRA2中のオゾンへの影響について抽出・比較した。その結果、MERRA2中で表現されるオゾン減少は、MLS中で表現されるオゾン減少に比べて半分以下に抑えられていることが分かった。これは、同化プロセスの緩和時間が長く、MLS中の短期的なオゾン変動が十分MERRA2に反映されていないためと考えられる。
さらに、同じ事例についてMERRA2中の気温変動についても同様の手法で抽出し、その影響を調べた。しかし、太陽プロトンイベントと気温変動を明確に関連付ける結果は得られなかった。これは、気象再解析データ中で太陽プロトンイベントの影響が正しく表現されていないことによる可能性もあるが、冬季成層圏の極渦の変動が気温変動を不明瞭にしている影響も大きいと考えられる。以上の結果から、気象場に対する太陽プロトンイベントの影響を気象再解析データ中で抽出することは、現在の最新の気象再解析データをもってしても困難であることがわかった。

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

    (9 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Norwegian Institute for Air Research(ノルウェー)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Norwegian Institute for Air Research(ノルウェー)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of solar proton events on ozone and temperature in the satellite and reanalysis data2020

    • Author(s)
      Tomikawa, Y.
    • Organizer
      ISAR6 online meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of solar proton events on ozone and temperature in the latest reanalysis data2019

    • Author(s)
      Tomikawa, Y.
    • Organizer
      The Tenth Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 気象再解析データ中の気温・オゾンに現れる太陽プロトンイベントの影響2019

    • Author(s)
      冨川喜弘
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第146回総会・講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 気象再解析データ中に現れる太陽プロトンイベントの地球大気への影響2019

    • Author(s)
      冨川喜弘
    • Organizer
      新学術領域PSTEP領域会議(第7回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Atmospheric response to solar proton events in the latest reanalysis data2019

    • Author(s)
      Tomikawa, Y.
    • Organizer
      VarSITI Completion General Symposium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高エネルギー荷電粒子降り込みに伴う影響の下方伝播・増幅メカニズムの解明 ー背景と現在の進捗ー2019

    • Author(s)
      冨川喜弘
    • Organizer
      新学術領域PSTEP領域会議(第6回)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Response of the middle atmosphere in the southern hemisphere to energetic particle precipitation in the latest reanalysis data2018

    • Author(s)
      Tomikawa, Y.
    • Organizer
      JpGU Meeting 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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

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