2022 Fiscal Year Annual Research Report
電磁波斜め伝搬効果とオーロラ4Dイメージングによる宇宙プラズマのエネルギー写像
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20H02162
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
尾崎 光紀 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (70422649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木谷 聡 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (30251937)
田中 良昌 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (50425766)
小川 泰信 国立極地研究所, 共同研究推進系, 教授 (00362210)
細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電磁波伝搬 / オーロラ / プラズマエネルギー / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギー（数十keV以上）プラズマの特性を特徴づける電磁波伝搬と低エネルギー（約10 keV以下）プラズマを特徴づけるオーロラ現象を組み合わせ、地上リモートセンシングとして降下プラズマ粒子のエネルギー推定範囲拡大を図る本研究目的に対して、以下の成果を得た。
（１）
自然電磁波であるコーラス波動の一つの波束により散乱され電離圏へ降下する電子オーロラ現象に対し、オーロラ発光領域が拡大するのに伴う継続時間と発光領域が縮小するのに要する継続時間の比を使うことで、電子が散乱される発生域ではコーラス波動の周波数分布が、発生域の電子ジャイロ周波数と比較し、0.2～0.7倍の範囲で分布することを明らかにした。電磁波の周波数は、降下させる電子エネルギーと直接関係するパラメータである。電磁波だけの観測では、伝搬の影響を受けてしまうため、発生域の周波数分布を精確に知ることは衛星観測の観測場所に依存してしまうが、本研究では、電磁波により散乱される電子の時間特徴を使うことで、発生域でのコーラス波動周波数の分布推定につながった。
（２）
自然電磁波である電磁イオンサイクロトロン波動により散乱され地上へ向けて降下する放射線電子が、中間圏（高度50～80 km程度）を直接電離し、その際にオゾンを破壊することを電磁波地上観測データと衛星によるオーロラ、放射線、オゾン観測データの総合解析より実証した。詳細に解析した結果、電磁イオンサイクロトロン波動による陽子オーロラ発生から1.5時間後には、周辺中間圏環境と比較し陽子オーロラ直下の中間圏で10～60％ものオゾン減少が明らかになった。観測された電磁イオンサイクロトロン波動の強度、周波数情報より、中間オゾン減少の要因となる電子エネルギーの理論解析を行ったところ、2 MeV以上の超相対論的電子の寄与が示唆される結果を得た。
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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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