2016 Fiscal Year Research-status Report
電離圏擾乱の赤道－中緯度間結合と日本上空の電離圏への影響の解明
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16K17814
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
横山 竜宏 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所宇宙環境研究室, 主任研究員 (30397525)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電離圏 / プラズマバブル / シミュレーション / シンチレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低緯度電離圏において発生するプラズマバブルと呼ばれる現象は、局所的なプラズマ密度の不規則構造を伴うため、衛星から送信される電波の振幅、位相の急激な変動(シンチレーション)が生じ、GPS等による電子航法に障害を及ぼすことが知られている。このような電離圏擾乱の発生機構を解明し、発生を事前に予測することが、科学・実用の両面から求められている。
本年度は、シンチレーションの直接の原因となる不規則構造のスケール(300-400m)を解像することを目指して、現在までに開発を進めてきた低緯度電離圏数値モデルの空間分解能を向上させた。現在利用している大型計算機の性能を最大限活用し、300m程度の空間分解能で、プラズマバブル内部の詳細な密度変動を再現することに成功した。この密度変動のパワースペクトルを算出した結果、過去の人工衛星、ロケット観測とよく一致することが明らかとなった。
より正確な電離圏の電場と電流の分布を算出するために、中緯度モデル、低緯度モデルの双方において、磁力線に沿った等電位を仮定せずに、3次元の電場分布を算出する手法を開発した。これにより、沿磁力線電流を含む正確な電流分布を求めることが可能となった。この電離圏電流は微小な磁場変動の原因となる。計算から求めた磁場変動は、人工衛星によって観測される磁場変動とよく一致しており、正確な地磁気のモデル作成において、電離圏擾乱現象に伴う磁場変動も考慮に入れる必要があることが定量的に示された。
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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
電離圏を伝搬経路とする測位衛星等の電波が、電離圏擾乱現象によって受ける影響を定量的に評価することを目的としている。空間分解能の向上と正確な電流分布の算出は、定量的な評価に向けた重要な成果である。より高分解能の数値モデル実現に向けて、研究の進捗状況は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
300-400mスケールの不規則構造により引き起こされるシンチレーションを定量的に評価するためには、少なくとも100m程度の空間分解能が必要である。より分解能を高め、現実的な時間内で結果を得るためには、計算アルゴリズムの改良と高速化が必要であることが明らかとなってきた。計算アルゴリズムを改良し、高分解能化と領域拡張を同時に実現できる数値モデルの確立を目指す。その後、中緯度モデルと低緯度モデルの結合に着手する。
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| Causes of Carryover |
2016年12月に行った国際学会発表の経費として、他予算からの支出としたために次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度も複数の国際学会に参加予定であり、旅費としての想定以上の支出が見込まれるため、主に旅費として使用する計画である。
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