2020 Fiscal Year Research-status Report
Study of ionospheric disturbances by coupling of global and local ionospheric numerical models
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20K04037
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
横山 竜宏 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (30397525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
品川 裕之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所宇宙環境研究室, 研究員 (00262915)
陣 英克 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所宇宙環境研究室, 主任研究員 (60466240)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズマバブル / シミュレーション / 電離圏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
赤道域上空の電離圏で生じる電子密度の擾乱現象は、衛星通信・測位・航法等に深刻な影響を及ぼすことが知られているが、その予測手段は未だ確立されていない。本研究は、これまで個別に開発が進められてきた電離圏の全球モデルと局所モデルを統合し、擾乱現象の発生機構の解明とその予測を実現することを目的とする。
令和2年度は、局所電離圏モデルの改良を中心に行った。局所モデルの計算領域は、従来は経度方向に非常に狭い領域に限られていたが、これを全経度域にまで拡張し、プラズマバブル発生に重要であると考えられている大規模な電場を再現することに成功した。局所モデルの計算領域を単純に拡大させると、メモリ使用量と計算時間が非現実的となってしまうため、プラズマバブルが発生する日没時刻付近を高解像度領域とし、その他の大半の領域を全球モデル程度の粗い解像度とするマルチスケールモデルを構築した。また、領域間の結合部分には遷移領域を設け、不等間隔グリッドを導入して滑らかにグリッド間隔が推移するようにした。改良したモデルに経験モデルから取り込んだ電子密度と中性風速分布を与えることで、数100kmスケールの大規模な電場を自己無撞着に再現しつつ、数kmスケールの微細なプラズマバブルを同時に再現することに成功した。不等間隔グリッドによる電場計算ルーチンを、全球大気圏電離圏モデルに導入することで、全球モデルと局所モデルを階層的に結合させることが可能になったと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍において、全球モデルを開発している研究分担者との打ち合わせが、ほとんど行えない状況であったため、各モデルについて個別の開発を中心に実施した。具体的な結合に向けて道筋は立ち始めており、今後の推進に支障は無い。
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| Strategy for Future Research Activity |
全球モデルの電場計算ルーチンに、2020年度に開発した不等間隔グリッドモデルを導入し、電場の大規模構造とプラズマバブルを生成させる微細構造を同時に再現することを目指す。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍において、成果発表旅費、研究打ち合わせ旅費が全く未使用であった。その影響で、モデル開発に伴う支出も不要となり、ほぼ全額を次年度使用とすることとなった。2020年度の個別のモデル開発の結果、局所モデルと全球モデルの結合に道筋が立ったところであり、2021年度以降は着実に研究を進める予定である。2021年度もオンライン会議等が中心となることが見込まれるため、成果発表旅費については物品費等に振り替えて使用予定である。
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