Experiment of geomagnetic field observation by magneto-impedance sensor and study for possibility of deployment of dense magnetometer network

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K18804
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 能勢 正仁 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (90333559)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 晴久 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主幹研究開発員 (00425787) ; 小山 幸伸 近畿大学工業高等専門学校, 総合システム工学科 電気電子コース, 准教授 (50598513) ; 北村 健太郎 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60380549) ; 松岡 彩子 京都大学, 理学研究科, 教授 (80270437)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2021-03-31
• Keywords: 磁気インピーダンスセンサー / 地磁気 / 地磁気観測システム / フラックスゲート磁力計 / データロガー / AE指数

Outline of Annual Research Achievements

磁気インピーダンス(Magneto-Impedance (MI))センサーのメーカーであるアイチマイクロインテリジェント社の技術者と打ち合わせを通して、既製品のセンサーを地磁気計測に適したものとなるような改良を加えた。改良点は、(1)計測レンジの±80000 nTへの拡大、(2)パルス信号生成素子のセンサー基盤への搭載、(3)基盤のサイズを調整、の3点である。センサーを固定するための治具や、アナログ-デジタル変換器、Raspberry Piを使ったデータを記録するためのロガー、Pythonを使ったデータ表示プログラム、などを自作し、改良したセンサーと組み合わせて、観測システムのプロトタイプを完成させた。観測システム一式の製作価格は約40万円と廉価なものになっている。そのシステムを用いて、愛知県豊川市や豊田市でテスト計測を行い、Sq変動や地磁気脈動、磁気嵐など、自然の地磁気変動現象が問題なく観測できることを確認した。システムの詳細や計測結果は、学会や研究会などで発表した。
MIセンサーは、地上で地磁気観測を行うために開発・改良をはじめたものであるが、幸運なことに科学観測ロケット(LAMPロケット)に搭載し高度約400 kmにおける磁場計測を行える機会が得られたため、そのロケットプロジェクトへの参加も同時に進行している。ロケットプロジェクトの研究者と連絡を取り合いながら、ロケット搭載のためにセンサー冶具、データ取得およびロケット共通バスとのやり取りを行う回路部分の設計や製作を行い、打ち上げ前の実験室でのテスト計測を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Dayside cusp aurorae and ionospheric convection under radial interplanetary magnetic fields (2021)
  • Author(s): Li, H.-M., J.-H. Shue, S. Taguchi,?M. Nose, K. Hosokawa, J. Ruohoniemi, Y. Zhang, S. Wing, and M. Lester
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 126 Pages: in press
  • DOI: 10.1029/2019JA027664
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Signal and noise separation from satellite magnetic field data through independent component analysis: Prospect of magnetic measurements without boom and noise source information (2021)
  • Author(s): Imajo, M.,M. Nose, M. Aida, H. Matsumoto, N. Higashio, T. Tokunaga, and A. Matsuoka
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 126 Pages: in press
  • DOI: 10.1029/2020JA028790
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ジオスペース科学分野におけるデータ出版とデータ引用の現状およびそのプラクティス (2021)
  • Author(s): 能勢正仁, 村山泰啓, 西岡未知, 石井守, 今井弘二, 木下武也, 小山幸伸, 相良毅
  • Journal Title: 論文誌トランザクションデジタルプラクティス Volume: 2 Pages: 9-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oxygen torus and its coincidence with EMIC wave in the deep inner magnetosphere: Van Allen Probe B and Arase observations (2020)
  • Author(s): Nose, M., A. Matsuoka, A. Kumamoto, Y. Kasahara, M. Teramoto, S. Kurita, J. Goldstein, L. M. Kistler, S. Singh, A. Gololobov, K. Shiokawa, S. Imajo, S. Oimatsu, K. Yamamoto, Y. Obana, M. Shoji, F. Tsuchiya, I. Shinohara, Y. Miyoshi, W. S. Kurth, C. A. Kletzing, C. W. Smith, R. J. MacDowall, H. Spence, and G. D. Reeves
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 72 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1186/s40623-020-01235-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] On the transition between the inner and outer plasma sheet in the Earth's magnetotail (2020)
  • Author(s): Miyashita, Y., K. Seki, K. Sakaguchi, Y. Hiraki,?M. Nose, S. Machida, Y. Saito, and W. Paterson
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 125 Pages: 1-16
  • DOI: 10.1029/2019JA027561
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Evolution of field-aligned current in the meridional plane during substorm: Multipoint observations from satellites and ground stations (2020)
  • Author(s): Imajo, S., M. Nose, M. Aida, N. Higashio, H. Matsumoto, K. Koga, C. Smith, R. J. MacDowall, and A. Yoshikawa
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 72 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1186/s40623-020-01182-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Penetration electric fields observed at middle and low latitudes during the 22 June 2015 geomagnetic storm (2020)
  • Author(s): Hashimoto, K. K., T. Kikuchi, I. Tomizawa, K. Hosokawa, J. Chum, D. Buresova,?M. Nose, and K. Koga
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 72 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1186/s40623-020-01196-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Arase observation of the source region of auroral arcs and diffuse auroras in the inner magnetosphere (2020)
  • Author(s): Shiokawa, K., M. Nose, S. Imajo, Y. Tanaka, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, M. Connors, M. Engebretson, Y. Kazama, S.-Y. Wang, S. W. Y. Tam, T.-F. Chang, B.-J. Wang, K. Asamura, S. Kasahara, S. Yokota, T. Hori, K. Keika, Y. Kasaba, M. Shoji, Y. Kasahara, A. Matsuoka, and I. Shinohara
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 125 Pages: 1-25
  • DOI: 10.1029/2019JA027310
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Magnetic conjugacy of Pc1 waves and isolated proton precipitation at subauroral latitudes:Importance of ionosphere as intensity modulation region (2020)
  • Author(s): Ozaki, M., K. Shiokawa, R. B. Horne, M. J. Engebretson, M. Lessard, Y. Ogawa, K. Hosokawa,?M. Nose, Y. Ebihara, A. Kadokura, S. Yagitani, Y. Miyoshi, S. Hashimoto, S. Sinha, A. K. Sinha, G. K. Seemala, and C.-W. Jun
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 48 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1029/2020GL091384
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 地磁気観測で探る宇宙空間環境変動 (2020)
  • Author(s): 能勢正仁
  • Journal Title: 日本磁気学会報「まぐね」 Volume: 15 Pages: 244-254
• [Journal Article] データ引用を研究活動の新たな常識に：研究データ利活用協議会(RDUF)リサーチデータサイテーション小委員会の活動 (2020)
  • Author(s): 能勢正仁, 池内有為
  • Journal Title: 国立国会図書館, カレントアウェアネス Volume: 345 Pages: 2-4
  • DOI: 10.11501/11546850
  • Open Access
• [Presentation] LAMP搭載MIMの開発状況 (2021)
  • Author(s): 能勢正仁, 野村麗子, 浅村和史, 青山均, 河野剛健, 平原聖文
  • Organizer: 脈動オーロラ研究集会
• [Presentation] Field-aligned low-energy O+ ion flux variations in the inner magnetosphere observed by Arase (2021)
  • Author(s): Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, and M. Hirahara
  • Organizer: 3rd ISEE Symposium, PWING-ERG conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magnetic field dipolarization and low-energy O+ ion flux variations in the inner magnetosphere observed by Arase (2020)
  • Author(s): Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, M. Teramoto, T. Hori, and I. Shinohara
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Field-aligned low-energy O+ ion flux variations in the inner magnetosphere observed by Arase (2020)
  • Author(s): Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, and M. Hirahara, Field-aligned low-energy O+ ion flux variations in the inner magnetosphere observed by Arase
  • Organizer: 第148回地球電磁気・地球惑星圏学会総会
• [Presentation] ジオスペース科学分野におけるデータ出版とデータ引用 (2020)
  • Author(s): 能勢正仁, 村山泰啓, 西岡未知, 石井守, 今井弘二, 木下武也, 小山幸伸
  • Organizer: 第148回地球電磁気・地球惑星圏学会総会
• [Presentation] 地球惑星科学分野における新型コロナの影響 (2020)
  • Author(s): 能勢正仁
  • Organizer: サイエンスアゴラ2020
  • Invited
• [Presentation] Field-aligned low-energy O+ ion flux variations in the inner magnetosphere observed by Arase (2020)
  • Author(s): Nose, M., A. Matsuoka, Y. Miyoshi, K. Asamura, T. Hori, M. Teramoto, I. Shinohara, and M. Hirahara,
  • Organizer: 2020 AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 能勢正仁のホームページ
  • URL: http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/~nose.masahito
• [Remarks] Substorm Swift Search
  • URL: http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/~nose.masahito/s-cubed/