2022 Fiscal Year Research-status Report
Detecting magnetohydrodynamic waves within Earth's fluid core by Dynamic Mode Decomposition
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20K04106
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
堀 久美子 神戸大学, システム情報学研究科, 助教 (30636858)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 地球惑星内部物理学 / 磁気流体波 / 地磁気変動 / ダイナモ / 国際研究者交流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地磁気全球モデルにおける非軸対称成分の解析を再考した．軸対称成分に対する成果をもとに，空間二次元の多変数時空間データセットに対する解析へと拡張した．このようなデータセットを想定したハンケル動的モード分解法を実装し，その精度を擬似データで確認した．その後，データ同化に基づく数十年スケールモデル（cov-obs 2019）に適用した．ここで対象としたデータセットは，cov-obs 2019 から算出した地磁気永年変化円柱座標系動径方向成分（dBs/dt）とコア表面流東西方向成分（Uphi）の二変数から成り，この両データにはそれぞれアンサンブル平均を施した．その結果，約 70-140 年の周期帯で，主に西方へ移動するモードを少数，抽出することができた．これらモードは，中緯度帯で節を，経度方向に波数 3-7 程度をもつような波状構造を示すことがわかった．
並行して，前年度まで成果を受けて，他惑星への応用を試みた．木星赤外画像から作成した時空間データセットに対し，軸対称成分についてのハンケル動的モード分解を適用した．その結果，木星深部ねじれアルヴェン波の周期帯に，微小なシグナルが存在することがわかった．そのシグナルの推定精度などを精査し，検出されたシグナルが有意であることを確認した．そのシグナルが示す緯度構造・移動速度が，理論的に期待されるねじれアルヴェン波の構造・速度と概ね合致することがわかった．
これらの成果と経過を報告した論文が二編，査読つき国際誌に受理された.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
成果・経過を報告するための論文二編の執筆・改訂を，前倒しで行ったため.
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| Strategy for Future Research Activity |
地磁気全球モデルの非軸対称成分から抽出された西方移動モードの有意性を精査する．その後，これらモードの詳細な解析を行い，その時空間的特徴（周期・減衰率・経度方向波数・動径方向構造）を明らかにする，これを，磁気ロスビー波のノーマルモード理論解によって説明可能か，精査する．説明可能と確認された場合，それを説明する地球コア内トロイダル磁場構造および強度を，推測する．
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| Causes of Carryover |
現地参加を予定していた国内外学会が不開催，または，延期となったため．次年度に開催される別学会への参加により，使用する計画である．
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[Presentation] Torsional oscillations in Jupiter2022
Author(s)
Chris A. Jones, Kumiko Hori, Arrate Antunano, Leigh N. Fletcher, Steven M. Tobias,
Organizer
Isaac Newton Institute program DYN2 on “Frontiers in Dynamo Theory: from the Earth and the Stars”
Int'l Joint Research / Invited
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