2020 Fiscal Year Research-status Report
Study of global-scale ionospheric electric field dynamics using mid-latitude SuperDARN under common research infrastructure
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18KK0099
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
西谷 望 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (10218159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 智昭 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任准教授 (30467344)
新堀 淳樹 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (30555678)
高橋 直子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (90828089)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 中緯度SuperDARN / 電離圏 / 磁気圏 / SAPS / SED / 磁気流体波動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日米双方の中緯度SuperDARNレーダー装置・観測データを活用し、レーダー運用及びデータ解析環境の共通化を図った上で、地球自転軸と地磁気双極子軸のずれに起因する双方のレーダー観測域の地理的相違性に注目して、以下の課題に取り組む。1) SAPSやSEDに代表される電子密度・電場変動現象の空間・時間分布および地理・地磁気軸オフセット効果の影響。2)太陽風中擾乱やサブストーム現象が地球の磁気圏電離圏電場の空間・時間変動に与える影響。3)各種磁気流体波動の特性および地理・地磁気軸オフセット効果の影響。特に1分程度の短時間で劇的に変動する現象の特性およびその発生過程を明らかにすることが本研究課題の
主要な目的である。
当該年度は大学院生を含む日本側研究者数名をアメリカ側代表研究機関に派遣し、またSuperDARN国際会議を始めとする複数の国際会議に派遣するする予定であったが、コロナ禍の影響によりオンラインによる研究交流・成果発表を代わりに実施した。特に、2021年3月にオンラインで開催されたPWING国際会議・スクールにおいては、SuperDARNレーダーを用いた研究成果についての招待講演を実施した。
また、北海道陸別町に設置したSuperDARN北海道-陸別第一・第二レーダーの運用を継続して実施するとともに、SuperDARNレーダー次世代受信機の開発を進め、2020年6-7月に試験運用を実施して本運用のための見通しを立てた()。さらには名古屋大に設置した遠隔受信機の初期運用結果に関する論文が受理され、2021年4月に出版された。その他、日米の共同研究者を共著とする論文が出版された。
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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
令和2年度は直接相手側機関を訪問しての共同研究を実施したり、国際会議において同時に参加したアメリカ側の研究者と今後の共同研究計画の進め方について議論を行うことができなかったが、オンライン会議や電子メールを活用することにより、共同研究を推進することができた。実際に成果論文が出版され、オンライン国際・国内会議における発表が多くなされた。
日本国内ではSuperDARN北海道-陸別第一・第二レーダーの運用を継続してデータを蓄積し、本格的な共同研究に備えるとともに、SuperDARNレーダー次世代受信機の開発を進め、本格的な試験運用を2020年6-7月に現地において実施し、本運用のための準備態勢を整えることができた。残念ながら本運用のための機器購入を目指して申請した科研費は不採択になったが、今後科研費を始めとする複数の機会を追求するつもりである。
2020年2月末頃からCOVID-19ウィルスの影響により、すべての国際会議・国内会議の(オンラインを除く)開催がストップされているが。令和3年度中に問題が解決し、従来の状況に戻ることが強く期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
可能な手段を活用して日米間の共同研究を進める。前項で記述したように、日本側の研究者の共同研究機関のバージニア工科大学への派遣や、国内外で行われる国際会議への参加(子それ以前に国際会議自身の開催)が現時点で極めて不透明な状況になっているが、電子メールやオンライン会議等を通じて共通環境の整備を推進するとともに、その基盤の上で共同研究をさらに進める。世界的にみるとワクチン接種が進んでいるところでは状況が大幅に改善しているところもあるので、国際間の往来に見通しが立ったところで、国内外で開催される国際会議等を活用するとともに、日本側研究者のアメリカ共同研究機関への訪問を検討する。このように考えられる手段を活用して共通のレーダー運用・データ解析環境をより一層整備した上で、共同研究を進めていく。
並行して、日本国内でのSuperDARN観測を継続するとともに、SuperDARNレーダー次世代受信機の開発を進め、本運用のための予算獲得を目指す。アメリカ側の同様の機器の開発・運用状況について先方と密に連絡を取り合うことで効率的な情報交換を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初はデータ格納用ハードディスクを導入する計画であったが、代表者の所属研究機関で令和2年度末(3月)にレンタル計算機システムの更新が行われ、検討の結果、更新後の状況を見極めてから機器を導入する方が効率的と判断した。令和3年度末中なハードディスクを導入する計画である。
また、コロナ禍により、当初予定していた海外での国際会議が中止されたりオンライン会議に変更になったりしたため、海外旅費を使用しないこととなった。令和3年度以降に状況を見極めた上で海外出張に旅費を使用するかもしくは他の目的に使用するかを判断する。
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[Journal Article] Energy-Resolved Detection of Precipitating Electrons of 30–100 keV by a Sounding Rocket Associated With Dayside Chorus Waves2021
Author(s)
S. Sugo, O. Kawashima, S. Kasahara, K. Asamura, R. Nomura, Y. Miyoshi, Y. Ogawa, K. Hosokawa, T. Mitani, T. Namekawa, T. Sakanoi, M. Fukizawa, N. Yagi, Y. Fedorenko, A. Nikitenko, S. Yokota, K. Keika, T. Hori, C. Koehler
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 126,3
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Active auroral arc powered by accelerated electrons from very high altitudes2021
Author(s)
S. Imajo, Y. Miyoshi, Y. Kazama, K. Asamura, I. Shinohara, K. Shiokawa, Y. Kasahara, Y. Kasaba, A. Matsuoka, S.-Y. Wang, S.W.Y. Tam, T.F. Chang, B.J. Wang, V. Angelopoulos, C.-W. Jun, M. Shoji, S. Nakamura, M. Kitahara, M. Teramoto, S. Kurita, T. Hori
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 11,1
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Propagation of ultralow‐frequency waves from the ion foreshock into the magnetosphere during the passage of a magnetic cloud. Journal of Geophysical Research: Space Physics2021
Author(s)
Kazue Takahashi, Lucile Turc, Emilia Kilpua, Naoko Takahashi, Andrew Dimmock, Primoz Kajdic, Minna Palmroth, Yann Pfau‐Kempf, Jan Soucek, Tetsuo Motoba, Michael D. Hartinger, Anton Artemyev, Howard Singer, Urs Ganse, Markus Battarbee
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 126,2
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Magnetospheric Conditions for STEVE and SAID: Particle Injection, Substorm Surge, and Field‐Aligned Currents2020
Author(s)
Y. Nishimura, J. Yang, J. M. Weygand, W. Wang, B. Kosar, E. F. Donovan, V. Angelopoulos, L. J. Paxton, N. Nishitani
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 125, 8
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Plasma and Field Observations in the Magnetospheric Source Region of a Stable Auroral Red (SAR) Arc by the Arase Satellite on 28 March 20172020
Author(s)
Y. Inaba, K. Shiokawa, S.-I. Oyama, Y. Otsuka, A. Oksanen, A. Shinbori, A.Y. Gololobov, Y. Miyoshi, Y. Kazama, S.Y. Wang, S.W.Y. Tam, T.F. Chang, B.J. Wang, S. Yokota, S. Kasahara, K. Keika, T. Hori, A. Matsuoka, Y. Kasahara, A. Kumamoto, Y. Kasaba, F. Tsuchiya, M. Shoji, I. Shinohara, C. Stolle
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 125,10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Arase Observation of the Source Region of Auroral Arcs and Diffuse Auroras in the Inner Magnetosphere2020
Author(s)
K. Shiokawa, M. Nosé, S. Imajo, Y. M. Tanaka, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, M. Connors, M. Engebretson, Y. Kazama, S. Y. Wang, S. W.Y. Tam, Tzu Fang Chang, Bo Jhou Wang, K. Asamura, S. Kasahara, S. Yokota, T. Hori, K. Keika, Y. Kasaba, M. Shoji, Y. Kasahara, A. Matsuoka, I. Shinohara
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 125,8
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] xcitation of internally driven ULF waves by the drift‐bounce resonance with ring current ions based on the drift‐kinetic simulation2020
Author(s)
Yamakawa, T., Seki, K., Amano, T., Takahashi, N., & Miyoshi, Y.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research, Space Physics
Volume: 125,11
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Relative Contribution of ULF Waves and Whistler-mode Chorus to the Radiation Belt Variation during the May 2017 Storm2021
Author(s)
Naoko Takahashi, Kanako Seki, Mei-Ching Fok, Yihua Zheng, Yoshizumi Miyoshi, Satoshi Kasahara, Kunihiro Keika, David Hartley, Yoshiya Kasahara, Yasumasa Kasaba, Nana Higashio, Ayako Matsuoka, Shoichiro Yokota, Tomoaki Hori, Masafumi Shoji, Satoko Nakamura, Shun Imajo, Iku Shinohara
Organizer
Virtual Mini-GEM
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Relative Contribution of ULF Waves and Whistler-mode Chorus to the Radiation Belt Variation during the May 2017 Storm2021
Author(s)
Naoko Takahashi, Kanako Seki, Mei-Ching Fok, Yihua Zheng, Yoshizumi Miyoshi, Satoshi Kasahara, Kunihiro Keika, David Hartley, Yoshiya Kasahara, Yasumasa Kasaba, Nana Higashio, Ayako Matsuoka, Shoichiro Yokota, Tomoaki Hori, Masafumi Shoji, Satoko Nakamura, Shun Imajo, Iku Shinohara
Organizer
PWING-ERG conference and school
Int'l Joint Research
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[Presentation] On the origin of equatorward detachment of auroral arc inferred from conjugate space‐ground observations and the BATS-R-US - CIMI model2021
Author(s)
S. Yadav, K. Shiokawa, S. Oyama, Y. Inaba, T. Hori, M. Shoji, C.-W. Jun, S. Imajo, Y. Miyoshi, N. Takahashi, et al.
Organizer
PWING-ERG conference and school
Int'l Joint Research
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[Presentation] あらせ衛星とSuperDARNによるSAPS電場の同時観測2020
Author(s)
高田 知弥, 西谷 望, 堀 智昭, Shepherd Simon G., 笠羽 康正, 熊本 篤志, 加藤 雄人, 笠原 禎也, 小路 真史, 中村 紗都子, 北原 理弘, 土屋 史紀, 浅村 和志, 三好 由純, 風間 洋一, Wang S.-Y., Jun C.-W., 横田 勝一郎, 笠原 慧, 桂華 邦裕, 松岡 彩子, 今城 峻, 篠原 育
Organizer
第148回地球電磁気・地球惑星圏学会の総会および講演会
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[Presentation] Observation and Numerical Simulation of Propagation of ULF Waves From the Ion Foreshock Into the Magnetosphere2020
Author(s)
Kazue Takahashi, Turc Turc, Emilia Kilpua, Naoko Takahashi, Andrew Dimmock, Primoz Kajdic, Minna Palmroth, Yann Pfau-Kempf, Jan Soucek, Howard Singer, Tetsuo Motoba, and Craig Kletzing
Organizer
EGU General Assembly 2020 (online)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Study of an equatorward detachment of auroral arc from the oval using ground-space observations and the BATSRUS+CRCM model2020
Author(s)
Sneha Yadav, K. Shiokawa, S. Oyama, Y. Inaba, N. Takahashi, K. Seki, Y. Kazama, S.-Yu. Wang, Tzu-Fang Chang, K. Asamura, S. Kasahara, S. Yokota, T. Hori, K. Keika, Y. Kasaba, F. Tsuchiya, A. Kumamoto, M. Shoji, Y. Kasahara, A. Matsuoka, S. Matsuda, C.-W. Jun, S. Imajo, Y. Miyoshi, I. Shinohara
Organizer
第13回ERGサイエンス会議
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[Presentation] Study of an equatorward detachment of auroral arc from the oval using ground-space observations and the BATSRUS+CRCM model2020
Author(s)
Sneha Yadav, K. Shiokawa, S. Oyama, Y. Inaba, N. Takahashi, K. Seki, Y. Kazama, S.-Yu. Wang, Tzu-Fang Chang, K. Asamura, S. Kasahara, S. Yokota, T. Hori, K. Keika, Y. Kasaba, F. Tsuchiya, A. Kumamoto, M. Shoji, Y. Kasahara, A. Matsuoka, S. Matsuda, C.-W. Jun, S. Imajo, Y. Miyoshi, I. Shinohara
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会第148回総会・講演会
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[Presentation] Relative Contribution of ULF Waves and Whistler-mode Chorus to the Radiation Belt Variation2020
Author(s)
Naoko Takahashi, Kanako Seki, Mei-Ching Fok, Yihua Zheng, Yoshizumi Miyoshi, Satoshi Kasahara, Kunihiro Keika, David Hartley, Yoshiya Kasahara, Yasumasa Kasaba, Nana Higashio, Ayako Matsuoka, Shoichiro Yokota, Tomoaki Hori, Masafumi Shoji, Satoko Nakamura, Shun Imajo, Iku Shinohara
Organizer
The 9th VERSIM Workshop (online)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Relative Contribution of ULF Waves and Whistler-mode Chorus to the Radiation Belt Variation during the May 2017 Storm2020
Author(s)
Naoko Takahashi, Kanako Seki, Mei-Ching Fok, Yihua Zheng, Yoshizumi Miyoshi, Satoshi Kasahara, Kunihiro Keika, David Hartley, Yoshiya Kasahara, Yasumasa Kasaba, Nana Higashio, Ayako Matsuoka, Shoichiro Yokota, Tomoaki Hori, Masafumi Shoji, Satoko Nakamura, Shun Imajo, Iku Shinohara
Organizer
AGU Fall meeting
Int'l Joint Research
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