2001 Fiscal Year Annual Research Report

熱性キャビトン生成・消滅の物理過程

Research Project

Project/Area Number	12680482
Research Institution	TOKAI UNIVERSITY
Principal Investigator	谷川隆夫東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (70207174)
Keywords	熱性キャビトン / 電離層プラズマ / 能動電離圏実験 / オーム加熱 / プラズマ輸送現象 / イオン波乱流 / ラングミュア乱流 / 低域混成波
Research Abstract	1.電離層は、境界の影響を無視できる、閉じ込めの極めて良い、巨大なプラズマの実験室である。このプラズマを、強力な(実効電力100MW級)、短波域(3-10MHz)の電波で10分間以上にわたり照射する"能動電離圏実験"では、(高度範囲が数十kmの)大規模な、密度変調度が50%近くにも達する低密度の"穴"が電波の反射層域に発現することがある。反射層付近のプラズマが入射電波によりオーム加熱されプラズマ圧が上昇し、その領域から粒子が排除されるという過程で大雑把に現象を説明できることから、この巨大な低密度の穴を"熱性キャビトン"と呼ぶ。 2.米国領プエルトリコのアレシボ電波天文台で最近実施した能動電離圏実験で観測された熱性キャビトンに関する新データを解析した結果、1)反射層域で電子温度が加熱前の5倍程度上昇すること、2)熱性キャビトン内で強いイオン波乱流が生じている兆候があること、3)自然現象として発生した弱い低密度部位と熱性キャビトンが融合し磁力線に沿ってゆっくりと移動することがあること、等を見出した。 3.投入された電波のエネルギーに鑑み、生成された熱性キャビトンはしばしば巨大にすぎ、一見エネルギー収支が合わない。この間題を解決するため、初期プラズマ中の弱い密度変調により入射電波の強度が局所的に増大する効果を現象論的に取り入れた熱・粒子輸送モデルを構築し数値解析を試みた。未だ現象を100%理解するには至っていないが、結果は肯定的である。モデルにさらなる改良を加える計画である。 4.能動電離圏実験の際生じるプラズマ乱流を模擬する室内実験を実施し、初期に励起されたラングミュア乱流からイオン波、低域混成波などの低周波モードが派生することを観測した。熱性キャビトン生成・消滅に対するこれらの影響を解明すべく研究を続行する計画である。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] T.Tanikawa: "Development of Thermal Cavitons during HF Heating of the Mid-Latitude Ionosphere"Proceedings of XXV International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 3. 355-356 (2001)
[Publications] T.Tanikawa: "Results from Recent Ionospheric Modification Experiments at Arecibo"Proceedings of the 10th International Congress on Plasma Physics. III. 1076-1079 (2001)
[Publications] 谷川隆夫: "ビーム・プラズマ系によるスペース・プラズマ波動現象の実験室シミュレーション"スペース・プラズマ研究会資料集. 23-26 (2001)
[Publications] T.Tanikawa: "Anomalous Cross-field Electron Transport induced by the Electron-Ion Hybrid Shear Instability"Bulletin of the American Physical Society. 45・7. 46 (2000)
[Publications] A.Matsubara: "Anomalous Cross-Field Transport of Electrons driven by the Electron-Ion Hybrid Instability due to the Velocity Shear in a Magnetized Filamentary Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 39・8. 4920-4932 (2000)
[Publications] 谷川隆夫: "ラングミュア乱流-電離層実験の結果を中心として-"「プラズマ科学のフロンティア」研究会報告書. 134-150 (2000)
[Publications] 谷川隆夫: "電離層プラズマ中に励起される乱流現象の実験室シミュレーション"スペース・プラズマ研究会資料集. 40-43 (2000)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

熱性キャビトン生成・消滅の物理過程

Principal Investigator

谷川 隆夫 東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (70207174)

Research Products

[Publications] T.Tanikawa: "Development of Thermal Cavitons during HF Heating of the Mid-Latitude Ionosphere"Proceedings of XXV International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 3. 355-356 (2001)

[Publications] T.Tanikawa: "Results from Recent Ionospheric Modification Experiments at Arecibo"Proceedings of the 10th International Congress on Plasma Physics. III. 1076-1079 (2001)

[Publications] 谷川隆夫: "ビーム・プラズマ系によるスペース・プラズマ波動現象の実験室シミュレーション"スペース・プラズマ研究会資料集. 23-26 (2001)

[Publications] T.Tanikawa: "Anomalous Cross-field Electron Transport induced by the Electron-Ion Hybrid Shear Instability"Bulletin of the American Physical Society. 45・7. 46 (2000)

[Publications] A.Matsubara: "Anomalous Cross-Field Transport of Electrons driven by the Electron-Ion Hybrid Instability due to the Velocity Shear in a Magnetized Filamentary Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 39・8. 4920-4932 (2000)

[Publications] 谷川隆夫: "ラングミュア乱流-電離層実験の結果を中心として-"「プラズマ科学のフロンティア」研究会報告書. 134-150 (2000)

[Publications] 谷川隆夫: "電離層プラズマ中に励起される乱流現象の実験室シミュレーション"スペース・プラズマ研究会資料集. 40-43 (2000)

谷川隆夫東海大学, 総合科学技術研究所, 教授 (70207174)