2022 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 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 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、コロナ禍およびこの後のアメリカにおける物価高騰の影響により、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。並行して、アメリカ側研究者を1名日本に招聘し(2か月滞在)、太陽フレアによる電離圏電子密度・電場変動現象に関する共同研究を進めた。
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た。さらには名古屋大学が陸別に設置した既存のレーダーをはじめとするSuperDARNデータを活用した、日米の共同研究者を共著とする主な論文として、火山噴火による電離圏擾乱に関するものが1編、太陽風擾乱によるSudden Commencement(急始型電磁気擾乱)に関するものが1編出版された。
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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
2022年度は前年度に引き続き、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、することができなかったが、先方の若手研究者を1名日本に招聘したり、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ることができた。
2020年2月末頃から続いていたCOVID-19ウィルスの影響は終息しつつあるが、2022年度はアメリカ国内における物価高騰などで海外渡航が困難な状況にあった。2023年度には状況が改善すると期待される。
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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。COVID-19の影響が終息しつつあり、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を積極的に進めるのと並行して、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。
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。
一方で、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、できるだけ早い時期(順調に行けば今年度)の本運用を目指す。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能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1-2年程度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5年度以降に状況を見極めた上で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り、実施されても特にアメリカでの物価高騰が著しいために参加は非効率と判断してオンライン参加に切り替えたりして、海外旅費を当該年度に使用しないこととした。令和5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] Oscillations of the Ionosphere Caused by the 2022 Tonga Volcanic Eruption Observed With SuperDARN Radars2022
Author(s)
Jiaojiao Zhang, Jiyao Xu, Wei Wang, Guojun Wang, J. Michael Ruohoniemi, Atsuki Shinbori, Nozomu Nishitani, Chi Wang, Xiang Deng, Ailan Lan, Jingye Yan
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 49
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Multi-Scale Density Structures in the Plasmaspheric Plume During a Geomagnetic Storm2022
Author(s)
Y. Nishimura, J. Goldstein, C. Martinis, Q. Ma, W. Li, S. R. Zhang, A. J. Coster, S. Mrak, J. L. Semeter, N. Nishitani, J. M. Ruohoniemi, S. G. Shepherd
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 127
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Geospace Concussion: Global Reversal of Ionospheric Vertical Plasma Drift in Response to a Sudden Commencement2022
Author(s)
ueling Shi, Dong Lin, Wenbin Wang, Joseph B. H. Baker, James M. Weygand, Michael D. Hartinger, Viacheslav G. Merkin, J. Michael Ruohoniemi, Kevin Pham, Haonan Wu, Vassilis Angelopoulos, Kathryn A. McWilliams, Nozomu Nishitani, Simon G. Shepherd
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 49
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Excitation of two types of storm-time Pc5 ULF waves by ring current ions based on the magnetosphere-ionosphere coupled model2022
Author(s)
Yamakawa, T., Seki, K., Amano, T., Miyoshi, Y., Takahashi, N., Nakamizo, A., & Yamamoto, K
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 127
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] SAPS electric field and particle boundaries as observed by SuperDARN and Arase2023
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, S. G. Shepherd, J. M. Ruohoniemi, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, S. W. Y. Tam, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, and I. Shinohara
Organizer
極域・中緯度SuperDARN研究集会
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[Presentation] Relative contribution of waves to the radiation belt variation during the May 2017 storm: Arase, Van Allen Probes, and global MHD simulation2023
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
RBSP online seminar
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Spatial relationship of SAPS and particle boundaries as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
Organizer
JPGU 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spatial relationship of SAPS and particle boundaries as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
Organizer
SuperDARN Workshop 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] SAPS electric field and particle boundaries in the equatorial magnetosphere as observed by Arase2022
Author(s)
T. Hori, Y. Miyoshi, S. Nakamura, Y. Kasaba, T. Nakagawa, M. Kitahara, S. Matsuda, N. Nishitani, A. Kumamoto, F. Tsuchiya, Y. Kasahara, K. Asamura, C.-W. Jun, Y. Kazama, S.-Y. Wang, K. Keika, S. Kasahara, S. Yokota, A. Matsuoka, I. Shinohara
Organizer
SGEPSS 2022
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