磁気圏境界層・尾部領域のプラズマ波動及び波動粒子相互作用の計算機実験

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452084
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松本 紘 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (00026139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 臼井 英之 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (10243081) ; 小嶋 浩嗣 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (10215254) ; 大村 義治 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (50177002)
• Keywords: 磁気圏境界層 / 磁気圏尾部 / GEO-TAIL / プラズマ波動 / 計算機実験 / 波動粒子相互作用 / 磁気リコネクション / 広帯域静電ノイズ(BEN)

Research Abstract

本年度は前年度の研究の継続と一部のとりまとめ、学術誌への投稿を行った。また、新たに磁気圏尾部において観測される磁気リコネクションの不均一プラズマ中のプラズマ波動現象に関連した計算機実験を2次元のハイブリッドコードおよび、レイトレイシングを用いて行なった。このために、GEOTAILの観測データをもとにしたプラズマパラメータを観測データから抽出し、(松本、小嶋)、ハリスの平衡解から、リコネクションを起こす過程を粒子コードを用いた計算機実験で再現し、従来リコネクションに関しよく行われていたMHDモデルの計算機実験では見えなかったミクロスケールの物理素過程に着目し、電子のダイナミクスも重要であることが明らかになった。また、ニュートラルシート付近での磁気リコネクション近傍から発生する様々な周波数をもつプラズマ波動の伝搬をレイトレイシングにより追跡し、波動強度の空間分布についての数値解析を行なった(大村)。前年度から行なわれている広帯域静電ノイズ(BEN)の発生メカニズムに関する計算機実験も順調であり、その原因である大規模静電ポテンシャル構造に関する定量的解析を行なった(大村)。また、磁気圏太陽風則のマグネトポ-ズをかすめた軌道において、電子サイクロトロン高調波が強く受信されており、それが、地球磁場に垂直方向の突発的なプラズマ流と強い相関を示していることが確認された。この現象に関して、現在プラズマ波動の線形分散関係を用いて解析を行なっており、それと並行して、電磁粒子コードによる計算機実験を現在行なっている(臼井)。

Research Products

• [Publications] Matsumoto,H et al: "Electrostatic Solitary Waves(ESW)in the Magnetotail---BEN Wave Forms Observed by GEOTAIL---" Geophysical Research Letters. 21. 2915-2918 (1994)
• [Publications] Matsumoto,H. et al: "Plasma Wave Observations with GEOTAIL Space Croft." J.Geomag Geoelectr. 46. 59-95 (1994)
• [Publications] Omura,Y.et al.: "Compuiter Simulation of Electrostatic Solitary Waves:A Noulinear Model of Broadband Electrostatic Noise" Geophys.Res.Lett.21. 2923-2926 (1994)
• [Publications] Kojima,H.et al.: "Relation between Electrostatic Solitary Waves and Hot Plasuna Flow in the Plasma Sheet Boundavy Iayam:GEOTAIL Olservotions" Geophys.Res.Lett.21. 2919-2922 (1994)