2000 Fiscal Year Annual Research Report
太陽風磁気圏電離圏相互作用の電磁流体力学的シミュレーション
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09440172
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
荻野 竜樹 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (00109274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西谷 望 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (10218159)
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| Keywords | 太陽風磁気圏相互作用 / 電磁流体力学 / MHDシミュレーション / 磁気圏電離圏結合 / 惑星間磁場 / 木星磁気圏 / 磁気リコネクション / 並列計算手法 |
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| Research Abstract |
太陽風-磁気圏-電離圏相互作用を統一的に取り扱える3次元グローバル電磁流体力学的(MHD)モデルを完成させて、惑星間磁場(IMF)の制御により、太陽風プラズマとそのエネルギーが磁気圏電離圏にどのように流入し、蓄積され、解放(消費)されるかを計算機シミュレーションと理論的考察から解明するのが本研究の目的である。このために、太陽風と地球磁気圏相互作用の3次元グローバルMHDモデルに、非圧縮性のアルフベンモードのみならず圧縮性の磁気音波モードも取り入れて、より一般的な磁気圏電離圏結合を取り扱うことのできるグローバルMHDモデルの開発行い、太陽圏磁気圏電離圏相互作用のMHDシミュレーションに適用した。
太陽圏磁気圏電離圏相互作用を観測との直接比較からより具体的に調べるために特定のイべントを選んで、太陽と地球間に位置するWIND及びACE科学衛星の1分毎の太陽風とIMFの観測データをMHDシミュレーションのインプットに用いて、グローバル3次元MHDシミュレーションを実行し、地球磁気圏電離圏の応答を調べた。イべントとしてはSuper DARN電離圏レーダー観測から注目されている1996年11月17日、Electrojet challenge eventとして取り上げられている1999年3月19,20日、及び大きな磁気嵐現象として注目されている1999年10月21,22日を選んだ。シミュレーションから地球磁気圏電離圏の時々刻々の時間変化を1日のスケールでは10分毎に、注目の時間帯では1分毎得ることができるようになり、太陽風の動圧とIMFの変化に対する地球磁気圏電離圏をの応答を明瞭に知ることができた。極域対流の主要部は15分程度で応答するが、遠尾部プラズマシートは2時間以上の応答時間を必要とする。
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[Publications] Ogino,T.: "Response of the magnetosphere to a southward turning of the IMF : Energy flow and near earth tail dynamics"Proc.of Int.Conf.on Substorms, (ICS-4). 635-640 (1998)
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[Publications] Walker,R.J.: "The response of the magnetotail to changes in the IMF orientation : The magnetotail's long memory"Phys.Chem.Earth (C). Vol.24,No.1-3. 221-227 (1999)
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[Publications] Bargatze,L.F.: "Solar wind magnetic field control of magnetospheric response delay and expansion phase onset timing"J.Geophys.Res. 104. 14,583-14,599 (1999)
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[Publications] 荻野竜樹: "太陽風と磁気圏相互作用の電磁流体力学的シミュレーション"プラズマ・核融合学会誌,CD-ROM特別企画(解説論文). Vol.75,No.5CD-ROM20-30. (1999)
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[Publications] Ogino,T.: "Global MHD Simulation Code for the Earth's Magnetosphere Using HPF/JA"HUG2000. 14-22 (2000)
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[Publications] Masaaki Fukumoto: "Statistical study of Doppler velocity and echo power around 75°magnetic latitude using data obtained with the Syowa East HF radar in 1997"Advances in Polar Upper Atmosphere Research. No.14. 93-102 (2000)
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[Publications] 荻野竜樹: "コンピュータシミュレーションと可視化"愛媛大学総合情報センター広報. Vol.6. 4-15 (1999)
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[Publications] 荻野竜樹: "VPP Fortran からHPFへ"名古屋大学大型計算機センターニュース. Vol.31,No.4. 372-405 (2000)
