2016 Fiscal Year Annual Research Report
Prediction of solar cycle activity and investigation of its impact on climate
| Project Area | Solar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure |
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| Project/Area Number |
15H05816
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
余田 成男 京都大学, 理学研究科, 教授 (30167027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 隆 国立天文台, 太陽観測科学プロジェクト, 名誉教授 (40114491)
今田 晋亮 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (40547965)
宮原 ひろ子 武蔵野美術大学, 造形学部, 准教授 (00532681)
浅井 歩 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50390620)
上野 悟 京都大学, 理学研究科, 助教 (70303807)
吉田 康平 気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (10636038)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 太陽物理学 / 地球システム科学 / 太陽活動変動 / 宇宙線変動 / 気候変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽磁場精密観測： ひので衛星の可視光望遠鏡複数スキャンから広領域磁場データを得るモザイク観測を実施し、ひので国際会議で発表した。国立天文台と、中国科学院北京天文台が運用する磁場観測装置とのデータの相互比較論文を発表した。また、2015年の黒点相対数の大改訂を受けて、国立天文台等の1930年代からのデータとの比較検証を行った。
太陽周期予測数値計算：次太陽周期活動と前サイクルの太陽極域磁場との非常に良い相関関係に基づいて、表面時速輸送モデルで次期太陽極域磁場を推定する研究を進めた。すでにモデル開発は完了し、実際に次期太陽サイクル活動の予測を行って、次期サイクルは現在のサイクル２４の７０％程度の活動サイクルになるという結果を得た。
太陽放射変動：新たな較正方法の確立により、京大乾板データを科学的解析に耐えうる品質にまで向上させ、公開した。また、これを用いて、過去の太陽面におけるプラージュ領域の長期変動について解析を行った。
宇宙線変動：太陽活動極小期における宇宙線変動を復元するため、樹木年輪中の炭素14濃度の高精度分析、及び、湖底堆積物中のベリリウム10の分析を開始した。また、宇宙線変動の気候影響解明のため、古気候データと気象データにより太陽周期への依存性等を検証した。さらに、古典籍により発見された黒点や磁気嵐イベントの太陽周期依存性を検証するため、炭素14データとの比較等を行った。
地球システムモデル計算：太陽影響を適切に表現できるようＭＲＩ地球システムモデルの精緻化を行った。高エネルギー粒子化学効果を導入し、ハロウィンイベント実験を行った。また、オゾンを含む大気化学過程を結合させて古気候実験を行い、完新世中期において太陽活動の適切な取込みの重要性を指摘した。さらに、過去千年に関する古気候実験、高解像度雲モデルへの氷相過程・雲荷電効果の試験導入、高速気候・化学モデルの開発を行った。
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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
太陽磁場精密観測グループの国立天文台・三鷹の磁場観測装置は安定して運用できている。偏光観測データから磁場を導出するデータ処理法の開発は若干遅れがあり、平成２８年度中には大量データの処理にまでは至らなかった。
太陽周期予測数値計算グループは、平成２８年度中に表面磁束輸送モデルの開発を完了し、次期太陽周期の活動予測に取り組んでいる。活動予測の精緻化を進めるとともに、予測結果の国際比較に主体的に取り組んでいる。
宇宙線変動グループは、宇宙線生成核種の高精度かつ1年値でのデータの取得を継続中である。また、宇宙線の気候・気象への影響を検証するため、小氷期における降水の変化や現代の日本の雷活動のデータ解析などを行っている。また、太陽放射変動グループの研究も計画どおりに進捗している。
地球システムモデル計算グループは、気象研究所（ＭＲＩ）地球システムモデルで太陽影響を適切に取り込み、そのインパクトを評価できるよう開発を進めている。最終氷期最大期などの古気候実験を推進するとともに、高エネルギー粒子降下による化学効果に関してハロウィンイベント実験を行ってきた。また、高解像度雲モデルへの氷相過程及び、雲荷電効果を試験導入してモデル開発を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
太陽磁場精密観測グループによる国立天文台・三鷹の磁場観測装置のデータ処理法は平成２９年度中に完成させる。また、太陽の紫外線放射を推定するためのカルシウムＫ線データのデジタル化を進める。
太陽周期予測数値計算グループは、平成２９年度以降、これまで得られた結果をまとめ、論文として出版するとともに、他の先行研究結果との違いなどを比較検討し、次期太陽周期活動の予測結果の妥当性について議論していく。
宇宙線変動グループおよび太陽放射変動グループも、これまでの研究成果を論文として取りまとめるとともに、学会発表等でアピールしていく。
地球システムモデル計算グループは、引き続き第６次結合モデル相互比較プロジェクト（ＣＭＩＰ６）関連実験に参画しつつ、太陽活動変動の地球影響に関するモデリング開発と検証を地球システムモデル、高精度雲解像モデルの両面から進めていき、適切な影響評価を行っていく。
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[Journal Article] “Dandelion” Filament Eruption and Coronal Waves Associated with a Solar Flare on 2011 February 162017
Author(s)
Cabezas, D. P., Martínez, L. M., Buleje, Y. J., Ishitsuka, M., Ishitsuka, J. K., Morita, S., Asai, A., UeNo, S., Ishii, T. T., Kitai,
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 836
Pages: 1-33
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Review of the global models used within phase 1 of the Chemistry-Climate Model Initiative (CCMI)2017
Author(s)
Morgenstern, O., Hegglin, M. I., Rozanov, E., O'Connor, F. M., Abraham, N. L., et al.
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Journal Title
Geoscientific Model Development
Volume: 10
Pages: 639-671
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Forced response and internal variability of summer climate over western North America.2017
Author(s)
Kamae, Y., H. Shiogama, Y. Imada, M. Mori, O. Arakawa, R. Mizuta, K. Yoshida, C. Takahashi, M. Arai, M. Ishii, M. Watanabe, M. Kimoto, S.-P. Xie, and H. Ueda
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Journal Title
Climate Dynamics
Volume: 49-1
Pages: 403-417
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] シンポジウム 「エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会」報告2017
Author(s)
著者名：荒木健太郎, 當房豊, 山下克也, 佐藤陽佑, 鈴木健太郎, 瀬戸里枝, 川合秀明, 山内晃, 小池真, 三隅良平, 三浦和彦, 島伸一郎, 橋本明弘, 田尻拓也, Tzu-Hsien Kuo, 岩田歩, 折笠成宏, 木ノ内健人
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Journal Title
天気
Volume: 64-7
Pages: 483-491
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] East Asian Observations of Low Latitude Aurora during the Carrington Magnetic Storm2016
Author(s)
Hayakawa, H., K. Iwahashi, H. Tamazawa, H. Isobe, R. Kataoka, Y. Ebihara, H. Miyahara, A. D. Kawamura, K. Shibata,
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Journal Title
PASJ
Volume: 無
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Temporal Evolution and Spatial Distribution of White-light Flare Kernels in a Solar Flare2016
Author(s)
Kawate, T., Ishii, T. T., Nakatani, Y., Ichimoto, K., Asai, A., Morita, S., Masuda, S.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 833
Pages: 1-50
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Attributing Historical Changes in Probabilities of Record-Breaking Daily Temperature and Precipitation Extreme Events.2016
Author(s)
Shiogama. H., Y. Imada, M. Mori, R. Mizuta, D. Stone, K. Yoshida, O. Arakawa, M. Ikeda, C. Takahashi, M. Arai, M. Ishii, M. Watanabe, and M. Kimoto
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Journal Title
SOLA
Volume: 12
Pages: 225-231
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Current Helicity in the Solar Cycle, the Properties of Turbulent Magnetic Field from Mosaic SOT/SP Raster Scans and Messages for Dynamo Theory2016
Author(s)
Kuzanyan, K., Otsuji, K., Sakurai, T., Hagino, M., Yokoi, N.
Organizer
10th Hinode Science Meeting,
Int'l Joint Research
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