降下粒子から探る超高層大気の寒冷化

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K04052
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 小川 泰信 国立極地研究所, 共同研究推進系, 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４年度には以下の内容に実施した。
（１）EISCATレーダーとELFIN衛星の同時観測イベントの抽出及びリスト化。降下粒子のピッチ角の違いによるミラー力の影響を考慮する必要があることが明らかになったため、これまで研究に用いてきたDMSP衛星データからELFIN衛星データに変更して解析を進めた。EISCATレーダーとELFIN衛星の同時観測で得られた約20例の降下粒子イベントを基に、超高層大気の質量密度の推定可能性を調査している。ミラー力の有無による超高層大気衝突率の違いに関する研究成果については、学術雑誌に現在投稿中である。
（２）脈動オーロラ発生時の電子密度分布の調査。様々なタイプ（構造）の脈動オーロラに対して、EISCATレーダーから得られる電子密度分布を用いることにより、イオン化学モデルを調査・検証した。その結果、パッチ状の脈動オーロラが支配的な領域において、モデルとEISCATの電子密度がよく一致することが判明した。ただし、降下電子フラックスに関しては、脈動オーロラのタイプの違いにより、両者に大きな違いが生じることも明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Types of pulsating aurora: comparison of model and EISCAT electron density observations (2022)
  • Author(s): Tesema Fasil、Partamies Noora、Whiter Daniel K.、Ogawa Yasunobu
  • Journal Title: Annales Geophysicae Volume: 40 Pages: 1～10
  • DOI: 10.5194/angeo-40-1-2022
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Two Techniques for Determining F‐Region Ion Velocities at Meso‐Scales: Differences and Impacts on Joule Heating (2022)
  • Author(s): Kavanagh Andrew J.、Ogawa Yasunobu、Woodfield Emma E.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Space Physics Volume: 127 Pages: e2021JA030062
  • DOI: 10.1029/2021JA030062
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical study of high energy electron precipitation based on Arase satellite - EISCAT collaborative observation data (2023)
  • Author(s): Y. Ogawa, M. Fukizawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, S. Oyama, K. Shiokawa, K. Seki, S. Kurita, K. Asamura, S. Kasahara, T. Mitani, S. Matsuda, Y. Kasahara, Y. Kato, I. Shinohara, and ERG-EISCAT project team
  • Organizer: ISAR-7
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Simulation study of the effect of the mirror force on the collision rate due to energetic electron precipitation (2022)
  • Author(s): Katoh, Y., P. S. Rosendahl, Y. Ogawa, Y. Hiraki, and H. Tadokoro
  • Organizer: URSI-JRSM 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Japan's Activities for the EISCAT_3D Project (2022)
  • Author(s): Y. Ogawa, H. Miyaoka, S. Nozawa, T. Hashimoto, S. Oyama, K. Nishimura, T. T. Tsuda, H. Fujiwara, M. Tsutsumi, Y. Tanaka, T. Nishiyama, T. Nakamura, R. Fujii, C. Heinselm
  • Organizer: JpGU2022 meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Possible common program (CP) modes for EISCAT_3D (2022)
  • Author(s): Y. Ogawa, and EISCAT_3D CP Working Group members
  • Organizer: 20th EISCAT International symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] EISCAT_3D and Japan’s Activities (2022)
  • Author(s): Y. Ogawa, H. Miyaoka, S. Nozawa, T. Hashimoto, S. Oyama, K. Nishimura, T. T. Tsuda, H. Fujiwara, M. Tsutsumi, Y. Tanaka, T. Nishiyama, M. Fukizawa, T. Nakamura, R. Fujii, C. Heinselm
  • Organizer: 第152回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Invited