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

1995 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 善治 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (50177002)
• Keywords: 磁気圏 / プラズマ波動 / 境界層 / 磁気圏尾部 / 計算機実験 / 粒子モデル / 広帯域静電波ノイズ / 非線形波動粒子相互作用

Research Abstract

科学衛星GEOTAILが上がり、磁気圏境界領域および尾部領域における多彩なプラズマ波動の存在が明らかにされてきた。しかし、磁気圏プラズマは、不均一性及び、強い非線形性を示すため、衛星観測のような一点観測や、線形、準線形理論だけではプラズマ波動現象の十分な定量的解析は困難である。本研究では、磁気圏プラズマ中の非線形波動現象を再現できる粒子モデル計算機実験を用いて衛星観測結果の定量的説明を試みようとするものである。具体的な研究成果は、
(1)磁気圏尾部領域で頻繁に観測されるBEN(広帯域静電波ノイズ)と呼ばれる波動の発生機構の解明、二次元モデルを用いた計算機実験による解析
(2)磁気リコネクションの発生原因のひとつとして考えられている異常抵抗の発生メカニズムのハイブリッドシミュレーションによる解析
(3)GEOTAILで得られるプラズマ密度、プラズマ流速情報などに基づく計算機実験によるプラズマ波動不安定性解析、及び、観測される波動データと比較検討、
等が挙げられる。平成7年度は、平成5年度と6年度に行った計算機実験の解析に基づき、そのときまでに蓄積されるGEOTAILの観測データと定量的比較を行ない、磁気圏境界領域および尾部領域におけるプラズマ波動と波動粒子相互作用に関する知見をとりまとめた(松本、大村、小嶋、臼井)。また、研究結果報告を取りまとめると同時に学術誌に結果を投稿した。

Research Products

• [Publications] H. Matsumoto: "Plasma Wave Observation with GEOTAIL Spacecraft" Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 46. 59-95 (1994)
• [Publications] H. Matsumoto: "Electrostatic Solitary Waves (ESW) in the Magnetotail: BEN Wave Forms Observed by GEOTAIL" Geophysical Research Letters. 21. 2915-2918 (1994)
• [Publications] Y. Omura: "Computer simulation of electrostatic solitary waves: nonlinear model of braodband electrostatic noise" Geophys. Res. Lett. 18. 2923-2926 (1994)
• [Publications] Y. Omura: "Electron beam instabilities as generation mechanism of electrostatic solitary waves in the magnetotail" Journal of Geophysics Research. 101. 2685-2697 (1995)
• [Publications] H. Matsumoto and Y. Omura: "Computer Space Plasma physics: simulation techniques and software" Terra Scientific Publishing Company, Tokyo, 485 (1993)