2018 Fiscal Year Annual Research Report
Studies of the growth of plasma bubbles with multiple ground-based airglow imagers
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17H02967
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 享 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 上席研究員 (40392716)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 赤道域電離圏 / 夜間大気光 / プラズマバブル / 電離圏シンチレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
市販の暗視カメラを活用し，小型で簡易な単色大気光イメージャを，従来の 10 分の 1 の超低コストで開発する．安いコストと可搬性を武器に，このイメージャを低緯度・赤道域の複数地点に設置することで，電離圏 F 領域に出現するプラズマバブルの広域モニタリング観測を行う．これにより，プラズマバブルの緯度方向の成長，経度方向の伝搬を支配するダイナミクスを明らかにするだけでなく，衛星測位への影響が指摘されているプラズマバブルのリアルタイム監視システムへと発展させる．また，イメージャの開発・運用に関する情報を広く公開し，「理科教育の教材」や「環境モニタリング機器」として広く普及させ，将来的な超多点大気光観測網の構築に繋げる．本年度は，前年度に引き続き，小型大気光イメージャシステムの設置作業を進めた．小型イメージャは，暗視カメラと魚眼レンズ，光学フィルターから構成されるが，これらを 3 セット調達し，小型 PC を組み合わせて，観測システムを 3 式組み上げた．5 月に沖縄本島に出張し，情報通信研究機構（NICT）の施設に小型イメージャの設置を行った．また，9 月にはニュージーランドのダニーデンに出張し，同じ小型イメージャの設置を行った．これらに加え，タイのチュンポンでも現地の共同研究者の協力のもとで大気光イメージャの設置を行った．これらのイメージャによって得られた電離圏観測データを準リアルタイムで閲覧できるシステムを構築し，それを用いたデータ解析を進めている．
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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
3 式の小型大気光イメージャシステムの製作を行い，国立極地研究所の光学機器校正施設でキャリブレーション作業を行った．5 月に沖縄本島大宜見にある情報通信研究機構（NICT）の研究センターに設置を行った．ネットワーク経由でイメージャの運用ができるような体制を整備し，データも準リアルタイムで電気通信大学に転送するようなシステムを構築した．それまでに設置が完了していた石垣島，台南のイメージャと観測視野が重複するという特徴を生かして，バブルの緯度方向発展に関する研究を進めた．並行して，タイのチュンポンへのイメージャの設置を進め，現地の共同研究者である King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang (KMITL) のポンチャイ博士にイメージャの観測テストをしてもらったうえで，チュンポンの観測サイトへの設置作業を実施した．また，9 月にニュージーランドにも同型のイメージャの設置を行った．沖縄本島，タイ，ニュージーランドへのイメージャ設置作業に加えて，フィリピンへの設置について検討を進め，フィリピンのイロイロという場所に設置する予定で調整を進めていたが，現地の受け入れ準備が整わなかったため，2019 年度に設置作業を延期をすることとした．設置作業と並行して，データベースの整理，および得られたデータの解析を行うことで，プラズマバブルの緯度方向の成長，経度方向の伝搬を支配するダイナミクスに関する研究を行った．また，衛星測位への影響が指摘されているプラズマバブルのリアルタイム監視システムの構築を進めた．
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| Strategy for Future Research Activity |
2018 年度内に完了することができなかったフィリピンのイロイロへのイメージャ設置作業を最優先で進める．フィリピンへのイメージャの設置に関しては，夜間大気光を撮像できるカメラに加えて，干渉フィルターを用いない全天候型カメラも準備し，極端気象現象の監視にも活用できるようにする．得られたデータは，その全てをネットワーク経由で日本へ転送するシステムを構築する．また，イメージャの運用についてもネットワーク経由で監視ができるようにする．フィリピンへのイメージャ設置が完了すれば，フィリピン，台南，石垣島，沖縄本島というほぼ同じ経度域をカバーするイメージャネットワークによって，プラズマバブルの緯度方向の発展を明らかにすることが期待できる．フィリピンへのイメージャ設置作業と並行して，これまでに設置を行った石垣島，沖縄本島，ニュージーランドのイメージャのメンテナンス作業を現地に出張することによって実施する．また，台南とタイのチュンポンに設置されたイメージャの運用に関しては，現地の共同研究者である台湾国立成功大学の陳博士，タイ KMITL のポンチャイ博士と連携しながら，観測を継続する．イメージャの設置・運用作業と並行して，データベースの整理，得られたデータの解析を行うことで，プラズマバブルの緯度方向の成長，経度方向の伝搬を支配するダイナミクスを明らかにするだけでなく，衛星測位への影響が指摘されているプラズマバブルのリアルタイム監視システムを構築していく．
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