2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the influence of energetic particle precipitation on atmospheric environment in both polar regions
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19H01952
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
水野 亮 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80212231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 良昌 国立極地研究所, 研究教育系, 特任准教授 (50425766)
野澤 悟徳 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (60212130)
長濱 智生 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (70377779)
中島 拓 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (90570359)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高エネルギー粒子降り込み / 極域科学 / ミリ波分光 / 中間圏 / 大気環境変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ほぼ同緯度に位置する南極昭和基地と北極EISCATトロムソサイトからの同時観測により、高エネルギー粒子降り込み(EPP)にともなう下部熱圏から成層圏の地球大気環境への影響を観測的に理解することを目指している。そのために、複数の分子種の同時観測を可能にする多周波超伝導ミリ波分光計、降り込み電子の密度やエネルギースペクトルを観測するスペクトルリオメータを新たに導入し、既存のレーダーやナトリウムライダーを組み合わせて観測体制を強化し、高エネルギー粒子降り込み時に生起する様々な素過程を明らかにすることを目的としている。
2020年度に昭和基地において、新たに開発した多周波ミリ波分光計を組み上げ、O3, NO, CO, HO2の地上多輝線ミリ波大気観測を世界で初めて実現させた。ただし、所期の目標性能に達することができなかったため2021年11月に研究員を63次越冬隊員として派遣、O3, NO, HO2の定常観測を中断して観測システムの改修・改良を行ない、受信機雑音温度(SSB)で40 K程度の改善が確かめられた。2022年3月末の時点では調整作業が継続しており、6月から当初計画通りの定常観測再開を目指している。スペクトルリオメータは昭和基地内の他レーダーからの混信を回避するハードとソフトを開発したのち、2022年1~2月に63次観測隊で現地の立ち上げ作業を行い、定常観測を開始した。北極域トロムソのミリ波分光計は、コロナ禍前の時点で金属製ネットによる大型レーダーからの混信低減に成功したが、その後の液体窒素製造装置の故障をコロナ禍のため修理できない状況が続き観測が停滞している。新しい多周波分光計用の新たなデータ解析プログラム群を整備し、周波数スイッチング法を用いたオゾン観測では、衛星測器MLSとの比較において標準偏差を高度33 - 60kmの範囲で10％以下まで抑えられた
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] New Millimeter-Wave Spectrometer for Simultaneous Multi-Line Observations Operating at Syowa Station2021
Author(s)
Akira Mizuno, Taku Nakajima, Tomoo Nagahama, Daichi Tsutsumi, Genma Mizoguchi, Naoto Sekiya, Takuma Hayashi, Yoshihiro Tomikawa, Mitsumu K. Ejiri, Masaki Tsutsumi, Kaoru Sato
Organizer
Quadrennial Ozone Symposium (QOS 2021)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Current status of the new multi-frequency millimeter-wave spectrometer installed at Showa Station and initial results of multi-line observations2021
Author(s)
Akira Mizuno, Daichi Tsutsumi, Takahiko Kosegaki, Hiroyuki Iwata, Kouki Satani, Taku Nakajima, Kohei Haratani, Tomoo Nagahama, Syoki Iriyama, Genma Mizoguchi, Shixun Fan, Naoto Sekiya, Takuma Hayashi, Masaki Tsutsumi, Yoshihiro Tomikawa, Mitsumu K. Ejiri, Kaoru Sato
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2021
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[Presentation] Development of spectral riometer for observation of energetic electron precipitation at Syowa Station, Antarctica2021
Author(s)
Yoshimasa Tanaka, Masayuki Yamamoto, Koji Nishimura, Hisao Yamagishi, Antti Kero, Akira Kadokura, Akira Mizuno, Akira Sessai Yukimatu, Herbert Akihito Uchida, Ryuho Kataoka, Yasunobu Ogawa, Takanori Nishiyama, Masaki Tsutsumi, Mitsunori Ozaki, Yoshizumi Miyoshi, Shin-ichiro Oyama, Fuminori Tsuchiya
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2021
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[Presentation] 200 GHz帯直列接合型SIS素子の開発：伝送線路と雑音温度特性の関係性2021
Author(s)
中島拓, 溝口玄真, 山口倫史, 加藤智隼, 藤森隆彰, 藤井由美, 水野亮, 江崎翔平, 宮地晃平, 藤井泰範, 小嶋崇文, Shan Wenlei, 鵜澤佳徳, 野口卓
Organizer
日本天文学会2021年秋季年会
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[Presentation] ノルウェー・トロムソにおけるミリ波分光観測装置を用いた中層大気微量分子観測2021
Author(s)
中島拓, 後藤宏文, 長濱智生, 野澤悟徳, 大山伸一郎, 三好由純, 川端哲也, 鈴木和司, 児島康介, 藤森隆彰, 水野亮
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会第150回総会・講演会
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[Presentation] 南極昭和基地におけるスペクトルリオメータ観測2021
Author(s)
田中良昌, 山本真之, 西村耕司, 山岸久雄, Antti Kero, 門倉昭, 水野亮, 行松彰, 内田ヘルベルト陽仁, 片岡龍峰, 小川泰信, 西山尚典, 堤雅基, 尾崎光紀, 三好由純, 大山伸一郎, 土屋史紀
Organizer
南極における宙空圏研究・観測の将来構想に関する研究集会
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[Presentation] JARE63における南極昭和基地でのスペクトルリオメータ観測2021
Author(s)
田中良昌, 山本真之, 西村耕司, 山岸久雄, Antti Kero, 門倉昭, 水野亮, 行松彰, 内田ヘルベルト陽仁, 片岡龍峰, 小川泰信, 西山尚典, 堤雅基, 尾崎光紀, 三好由純, 大山伸一郎, 土屋史紀
Organizer
MTI研究集会
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