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2021 Fiscal Year Research-status Report

降下粒子から探る超高層大気の寒冷化

Research Project

Project/Area Number 20K04052
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

小川 泰信  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (00362210)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 雄人  東北大学, 理学研究科, 教授 (60378982)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords超高層大気 / 降下粒子 / 電離圏 / 寒冷化
Outline of Annual Research Achievements

宇宙空間・磁気圏から地球に降り込む電子の影響を活用した超高層大気の質量密度の新たな計測手法を確立することにより、超高層大気の寒冷化や沈降などの長期的変化の描像を明らかにすることを目的として、令和3年度には以下の内容に実施した。
(1)EISCATレーダーとDMSP衛星の同時観測イベントの抽出及びリスト化の改善。1995-2005年のEISCATレーダー観測時における複数のDMSP衛星の飛翔軌道データを基にして、令和2年度に進めた同時観測イベントの抽出方法とその結果を改善した。さらに、約40年間に渡る長期変動を明らかにするために必要となる、1982年12月から現在までのすべての同時観測イベント抽出に必要なEISCATレーダーデータベースの作成及び整備を令和3年度に進めた。
(2)EISCATレーダーから得られる電子密度の高度分布と、DMSP衛星による降下電子エネルギー分布の比較。(1)で得られた EISCAT-DMSP 同時観測イベントを例にして、降下電子エネルギー分布から想定される電子密度高度分布と、EISCATレーダーから得られる電子密度の高度分布の比較研究を行った。さらに、降下電子エネルギー分布から想定される電子密度高度分布が、超高層大気の大気質量密度の変化に対してどのように変化するかを定量的に見積もった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度の内容としていたEISCATレーダーとDMSP衛星との同時観測イベントの抽出手法の改善には成功したが、データベースの作成が部分的にとどまっているため。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度に進めたEISCAT-DMSP同時観測イベント抽出方法に基づき、同時観測イベントをデータベース化する。DMSP衛星から得られる電子エネルギースペクトル観測結果に基づく数値シミュレーションを実施し、その結果とEISCAT電子密度高度分布の観測結果との比較を経て、超高層大気の質量密度を推定する。その結果を基に、中性大気質量密度の中長期変動を導出する。

Causes of Carryover

COVID-19感染拡大防止の状況に関連して、データベース作成のために必要となる各種の物品調達が遅れたため、令和4年度に調達を進める予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Precipitating Electron Energy Spectra and Auroral Power Estimation by Incoherent Scatter Radar With High Temporal Resolution2022

    • Author(s)
      Tesfaw Habtamu W.、Virtanen Ilkka I.、Aikio Anita T.、Nel Amore、Kosch Michael、Ogawa Yasunobu
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JA029880

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ionospheric Electron Density and Conductance Changes in the Auroral Zone During Substorms2021

    • Author(s)
      Stepanov N. A.、Sergeev V. A.、Shukhtina M. A.、Ogawa Y.、Chu X.、Rogov D. D.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 126 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JA029572

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fine Structure of Chorus Wave Packets: Comparison Between Observations and Wave Generation Models2021

    • Author(s)
      Zhang X.‐J.、Demekhov A. G.、Katoh Y.、Nunn D.、Tao X.、Mourenas D.、Omura Y.、Artemyev A. V.、Angelopoulos V.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 126 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JA029330

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of nonlinear effects in the pitch angle scattering process of energetic electrons into the loss cone by coherent whistler-mode waves2021

    • Author(s)
      Ishizawa, G., Y. Katoh, M. Kitahara
    • Organizer
      URSI GASS 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁気赤道周辺での kinetic Alfven wave による電子加速過程に関するテスト粒子計算2021

    • Author(s)
      齋藤幸碩, 加藤雄人, 北原理弘, 川面洋平, 木村智樹, 熊本篤志
    • Organizer
      第150回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会および講演会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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