2022 Fiscal Year Annual Research Report
Energetic electron precipitations and their impact to the middle atmosphere based on coordinated groundbased observations
Project/Area Number |
20H01955
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
土屋 史紀 東北大学, 理学研究科, 教授 (10302077)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 浩代 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (00241943)
西山 尚典 国立極地研究所, 先端研究推進系, 助教 (00704876)
芳原 容英 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10303009)
三好 由純 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10377781)
田所 裕康 千葉経済大学, 経済学部, 准教授 (40582797)
水野 亮 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80212231)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 放射線帯 / 中間圏オゾン / プラズマ波動 / 電子密度 / あらせ衛星 |
Outline of Annual Research Achievements |
惑星周辺の宇宙空間における高エネルギー粒子の生成・消失過程と、その高エネルギー粒子が惑星大気に及ぼす影響の理解は、太陽系の複数の惑星に跨る研究課題である。本研究は地球を対象に、放射線帯電子の大気への降下を引き起こす物理過程はなにか(課題A)、放射線帯電子の降下は中層大気に如何に影響を及ぼすか(課題B)、の二つの研究課題について実証的なアプローチにより取り組んだ。 課題Aでは、放射線帯電子の大気への降下引き起こすプラズマ波動現象のうち、ホイッスラーモード波動の磁気圏での伝播モードを調査した。ホイッスラーモード波動が放射線帯の高エネルギー電子と共鳴し、その軌道を散乱するためには、波動が高緯度に伝播する必要がある。本研究ではあらせ衛星のプラズマ波動観測を用いてホイッスラーモード波動の伝播モードを調べた。まず、ホイッスラーモー波動が磁力線に沿ったプラズマ密度に沿って伝播するダクト伝播モードが存在することを突き止めた。ホイッスラーモー波動の偏波特性を詳細に調べた結果、理論的に存在が予測されていた4つの伝搬モードの存在を初めて観測により示した。また、プラズマ波動の分散関係を決定する背景のプラズマ密度データをあらせ衛星の観測データから導出し、データベース化してコミュニティーに提供した。 課題Bでは、高エネルギー電子の大気への降下により生じる中間圏のオゾン減少を、ミリ波分光観測により調査した。名古屋大学が昭和基地で実施している2022年から2023年の地上観測データを用い、オゾンの高度分布を導出するリトリーバル手法の信頼性検証を実施した。その結果、中間圏のオゾン変動を数%の精度で導出可能であることを明らかにした。また、北欧に高エネルギー電子の降り込みにより生じるオーロラを日中に観測することを可能とする近赤外オーロラ分光装置を設置し、電子の降り込み領域の可視化を可能とした。
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Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(50 results)
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[Journal Article] Long Lifetime Hiss Rays in the Disturbed Plasmasphere2024
Author(s)
Wu Zhiyong、Su Zhenpeng、Zheng Huinan、Wang Yuming、Miyoshi Yoshizumi、Shinohara Iku、Matsuoka Ayako、Kasahara Yoshiya、Tsuchiya Fuminori、Kumamoto Atsushi、Matsuda Shoya、Kasaba Yasumasa、Teramoto Mariko、Hori Tomoaki
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 51
Pages: e2023GL107825
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Initial results of NIRAS-2 and NIRAC installed at KHO/UNIS, Longyearbyen, Svalbard (78.1°N, 16.0°E)2023
Author(s)
Takanori Nishiyama, Masato Kagitani, Senri Furutachi, Yasunobu Ogawa, Takuo T. Tsuda, Yuki Iwasa, Fuminori Tsuchiya, Dalin Peter, Satonori Nozawa, Fred Sigernes
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Geotail, MMS, Arase, and Cluster satellite observations of slow earthward flow before a substorm onset2023
Author(s)
Akimasa Ieda, Naritoshi Kitamura, Rumi Nakamura, Yoshizumi Miyoshi, Tomoaki Hori, Shinobu Machida, Masahito Nose, Tsugunobu Nagai, Yukinaga Miyashita, Yoshifumi Saito, Shoichiro Yokota, Barbara L Giles, Daniel J Gershman, Christopher T Russell, Fuminori Tsuchiya, et al.
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Do the EMIC waves really heat thermal ions in the plasmasphere?2023
Author(s)
Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Lynn M Kistler, Kazushi Asamura, Yasumasa Kasaba, Ayako Matsuoka, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Fuminori Tsuchiya, Atsushi Kumamoto, Satoko Nakamura, Chae-Woo Jun, Iku Shinohara
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Code coupling simulation of whistler mode chorus waves during storm time2023
Author(s)
Yoshizumi Miyoshi, Vania Jordanova, Yuto Katoh, Shinji Saito, Satoshi Kurita, Shoya Matsuda, Shreedevi Porunakatu Radhakrishna, Satoko Nakamura, Chae-Woo Jun, Tomoaki Hori, Yoshiya Kasahara, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, 他11名
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ducted propagations of whistler mode waves in density enhanced and depression ducts observed by the Arase satellite2023
Author(s)
Yuri Ampuku, Fuminori Tsuchiya, Satoshi Kurita, Yasumasa Kasaba, Yuto Katoh, Mizuki Fukizawa, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Atsushi Kumamoto, Masahiro Kitahara, Yoshizumi Miyoshi, Satoko Nakamura, Ayako Matsuoka, Iku Shinohara
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Possible roles of magnetospheric density ducts in controlling the shape of pulsating aurora and the energy of precipitating electrons2023
Author(s)
Yuri Ito, Keisuke Hosokawa, Yasunobu Ogawa, Yoshizumi Miyoshi, Mizuki Fukizawa, Fuminori Tsuchiya, Kiyoka Murase, Shin-ichiro Oyama, Satoko Nakamura, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Satoshi Kasahara, Tomoaki Hori, Shoichiro Yokota, Kunihiro Keika, Iku Shinohara
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] A Comparative study of ring current ion and electron fluxes in two moderate geomagnetic storms based on Arase measurements2023
Author(s)
Yuki Obana, Akimasa Yoshikawa, Naomi Maruyama, Atsuki Shinbori, Satoko Nakamura, Chae-Woo Jun, Tomoaki Hori, Yoshizumi Miyoshi, Kumiko K. Hashimoto, Atsushi Kumamoto, Masahiro Kitahara, Fuminori Tsuchiya, 他9名
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] The inner edge location of SAPS electric field and the ring current in the equatorial magnetosphere as observed by Arase and SuperDARN2023
Author(s)
Tomoaki Hori, Yoshizumi Miyoshi, Satoko Nakamura, Yasumasa Kasaba, Tomoko Nakagawa, Masahiro Kitahara, Shoya Matsuda, Nozomu Nishitani, S. G. Shepherd, J. M. Ruohoniemi, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, 他11名
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Statistical investigation of deformation of electron pitch angle distributions associated with chorus waves observed by Arase2023
Author(s)
Tokuda Seiya, Takahiro Zushi, Satoshi Kurita, Hirotsugu Kojima, Satoshi Kasahara, Shoichiro Yokota, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Satoko Nakamura, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, Ayako Matsuoka, Yoshizumi Miyoshi, Iku Shinohara
Organizer
JPGU2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] A multi-event study of auroral intensifications in N2+ (0,0) Meinel band at 1.1 um observed by the NIRAS-2 and the NIRAC2023
Author(s)
西山 尚典, 鍵谷 将人, 小川 泰信, 津田 卓雄, 岩佐 祐希, 古舘 千力, Dalin Peter, Partamies Noora, 土屋 史紀, 野澤 悟徳, Sigernes Fred
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] 高エネルギー粒子降リ込みの大気影響理解のための昭和基地における多輝線ミリ波同時観測の現状と今後の計画2023
Author(s)
水野 亮, 中島 拓, 長濱 智生, 溝口 玄真, 後藤 宏文, 片岡 龍峰, 田中 良昌, 小池 陸斗, 江尻 省, 冨川 喜弘, 鈴木 ひかる, 土屋 史紀, 村田 功, 笠羽 康正, ISEE EPC 融合研究コンソーシアム
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地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] 脈動オーロラの空間構造と降下電子エネルギーの制御に関するコーラス波ダクト伝搬の役割2023
Author(s)
伊藤 ゆり, 細川 敬祐, 小川 泰信, 三好 由純, 土屋 史紀, 吹澤 瑞貴, 村瀬 清華, 大山 伸一郎, 中村 紗都子, 笠原 禎也, 松田 昇也, 笠原 慧, 堀 智昭, 横田 勝一郎, 桂華 邦裕, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] 脈動オーロラに伴う幅広いエネルギー帯の電子の降りこみ:あらせ衛星-EISCATの共同観測及びシミュレーション2023
Author(s)
尾林 佑哉, 三好 由純, 細川 敬祐, 小川 泰信, 齋藤 慎司, 大山 伸一郎, 浅村 和史, 風間 洋一, Wang Shiang-Yu, 笠原 慧, 横田 勝一郎, 三谷 烈史, 高島 健, 篠原 育, 田 采祐, 堀 智昭, 桂華 邦裕, 笠原 禎也, 松田 昇也, 土屋 史紀, 熊本 篤志, 中村 紗都子, 松岡 彩子, Kero Antti, Verronen Pekka T, Turunen Esa
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] あらせ衛星とGNSS-TECデータ解析に基づく、2022 年トンガ火山噴火後の赤道プラズマバブルの発生について2023
Author(s)
新堀 淳樹, 惣宇利 卓弥, 大塚 雄一, 西岡 未知, PERWITASARI SEPTI, 津田 卓雄, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 松田 昇也, 笠原 禎也, 松岡 彩子, 中村 紗都子, 三好 由純, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Evolution of energy spectrum during electron accelerations in the outer radiation belt2023
Author(s)
三好 由純, 齊藤 慎司, 栗田 怜, 松田 昇也, 加藤 雄人, 片岡 龍峰, 今城 峻, 堀 智昭, 中村 紗都子, 三谷 烈史, 篠原 育, 笠原 慧, 横田 勝一郎, 桂華 邦裕, 浅村 和史, 松岡 彩子, 土屋 史紀, 熊本 篤志, 笠原 禎也
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Severe erosion of the plasmasphere caused by the ring current particle injection into the deep inner magnetosphere2023
Author(s)
尾花 由紀, 吉川 顕正, 丸山 奈緒美, 新堀 淳樹, 中村 紗都子, 田 采祐, 堀 智昭, 三好 由純, 橋本 久美子, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 笠原 禎也, 松岡 彩子, 風間 洋一, Wang Shiang-Yu, 浅村 和史, 篠原 育, 横田 勝一郎, 桂華 邦裕, 笠原 慧
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] 2022 年秋の SuperDARN とあらせ衛星共役観測によって捉えられたイモムシ型 ULF 波動について2023
Author(s)
西谷 望, 細川 敬祐, 堀 智昭, 寺本 万里子, Ponomarenko Pavlo, 新堀 淳樹, 尾花 由紀, 行松 彰, 三好 由純, 松岡 彩子, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 松田 昇也, 笠原 禎也, 中村 紗都子, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] あらせ衛星で観測されたコーラス波動に伴う電子フラックス変動現象の統計解析2023
Author(s)
田 晴哉, 頭師 孝拓, 栗田 怜, 小嶋 浩嗣, 笠原 慧, 横田 勝一郎, 笠原 禎也, 松田 昇也, 中村 紗都子, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 松岡 彩子, 三好 由純, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Statistical analysis of densities and temperatures of cold and hot electrons2023
Author(s)
風間 洋一, 三好 由純, 栗田 怜, 小嶋 浩嗣, 笠原 禎也, 加藤 雄人, 臼井 英之, 田 采祐, 堀 智昭, 浅村 和史, Wang Bo-Jhou, Wang Shiang-Yu, Tam S.-W.-Y., Chang T.-F., 松田 昇也, 土屋 史紀, 熊本 篤志, 笠羽 康正, 小路 真史, 北原 理弘, 中村 紗都子, 松岡 彩子, 寺本 万里子, Takashima Takeshi, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Development of a new data calibration for the LEPe instrument on the Arase satellite2023
Author(s)
風間 洋一, 浅村 和史, 田 采祐, 堀 智昭,三好 由純, Wang Bo-Jhou, Wang Shiang-Yu, Tam S.-W.-Y., Chang T.-F., 笠原 禎也, 松田 昇也, 土屋 史紀, 熊本 篤志, 笠羽 康正, 小路 真史, 北原 理弘, 中村 紗都子, 松岡 彩子, 寺本 万里子, Takashima Takeshi, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Evolution of subauroral polarization streams as observed during SuperDARN-Arase conjunctions in Fall 20222023
Author(s)
堀 智昭, 細川 敬祐, 西谷 望, 新堀 淳樹, 三好 由純, 寺本 万里子, 尾花 由紀, 行松 彰, 桂華 邦裕, 笠原 慧, 横田 勝一郎, 中村 紗都子, 笠羽 康正, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 笠原 禎也, 松岡 彩子, 風間 洋一, Wang S.-Y., Tam S. W. Y., 田 采祐, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Effects of ULF oscillation on the duct propagation of whistler-mode chorus emissions2023
Author(s)
城 剛希, 加藤 雄人, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 笠羽 康正, 栗田 怜, 笠原 禎也, 松田 昇也, 松岡 彩子, 寺本 万里子, 三好 由純, 中村 紗都子, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Characteristics of Mid-Latitude Plasma Bubble During a Geomagnetic Storm on March 23-24, 2023 using GNSS and Arase Satellite Data2023
Author(s)
惣宇利 卓弥, 新堀 淳樹, 大塚 雄一, 西岡 未知, PERWITASARI SEPTI, 熊本 篤志, 土屋 史紀, 松田 昇也, 笠原 禎也, 松岡 彩子, 中村 紗都子, 三好 由純, 篠原 育
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会2023 年秋季年会
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[Presentation] Geomagnetic activity dependence of the inner edge gap between SAPS and the ring current ions: Arase and SuperDARN observations2023
Author(s)
Tomoaki Hori, Yoshizumi Miyoshi, Satoko Nakamura, Yasumasa Kasaba, Tomoko Nakagawa, Masahiro Kitahara, Shoya Matsuda, Nozomu Nishitani, Simon G Shepherd, J. Michael Ruohoniemi, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, 他11名
Organizer
AGU fall meeting 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Severe Erosion of the Plasmasphere and the Ring Current Particle Injections Deep into the Inner Magnetosphere during the September 2017 Storm2023
Author(s)
Yuki Obana, Akimasa Yoshikawa, Moe Hayashi, Naomi Maruyama, Atsuki Shinbori, Satoko Nakamura, Chae Woo Jun, Tomoaki Hori, Yoshizumi Miyoshi, Kumiko K. Hashimoto, Atsushi Kumamoto, Fuminori Tsuchiya, 他9名
Organizer
AGU fall meeting 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Possible Influence of Ducted Chorus Wave Propagation on the Characteristics of the Pulsating Auroral Shape and the Energy of Electron Precipitation2023
Author(s)
Yuri Ito, Keisuke Hosokawa, Yasunobu Ogawa, Yoshizumi Miyoshi, Fuminori Tsuchiya, Mizuki Fukizawa, Kiyoka Murase, Shin-ichiro Oyama, Satoko Nakamura, Yoshiya Kasahara, Shoya Matsuda, Satoshi Kasahara, Tomoaki Hori, Shoichiro Yokota, Kunihiro Keika and Iku Shinohara
Organizer
AGU fall meeting 2023
Int'l Joint Research