Energy mapping of precipitating plasmas by oblique electromagnetic wave propagation effects and auroral 4D imaging

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02162
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Ozaki Mitsunori 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (70422649)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 電磁波伝搬 / オーロラ / プラズマエネルギー / 機械学習

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed auroral event classification using a machine learning technique, signal processing for noise reduction of natural electromagnetic waves, and calculation model for precipitating energetic particles driven by natural electromagnetic waves, to detect “temporal”, “spatial”, and “energetic” characteristics of precipitating plasmas. Based on detailed analyses of auroral phenomena, three-dimensional spatial and temporal variations of precipitating plasmas were investigated.

Free Research Field

電磁波計測工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した学習器を用いたオーロライベント検出、信号処理による自然電磁波の雑音除去と降下プラズマのモデル計算により、自然電磁波によって散乱されたプラズマの様相を自然電磁波の伝搬特性を厳密に考慮しながら評価できるようになった。これにより、特にこれまで評価されてこなかった降下プラズマの空間変動が自然電磁波の伝搬効果を反映するものであることが明らかになった。本研究成果は、地上へ向けて降下する宇宙の高エネルギープラズマを、空間3次元＋時間変動の新たな知見を与え、その学術的意義は大きい。さらに、宇宙から降下する高エネルギープラズマの地上リモートセンシングの技術発展につながる社会的意義を有する。