2020 Fiscal Year Research-status Report
Application of QZSS-TEC for seismology, volcanology, and upper atmospheric physics
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20K04120
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
日置 幸介 北海道大学, 理学研究院, 教授 (30280564)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マルチＧＮＳＳ / ＴＥＣ / 電離圏擾乱 / スポラディックＥ / レバノン爆発 / 内部重力波 / 津波地震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は大きく分けて以下の三つの研究実績がある
その１：QZSS-TECを用いたスポラディックE層(Es)の観測 日本国内のGNSS局を用いて、夏季の昼間に発生するEsの生成から消散までの進化をQZSSをはじめとするマルチGNSSで観測し、K-H不安定が作る空間構造の解明、L1/L2の組み合わせによるTECとL1/L5の組み合わせによるTECの比較などを初めて行った。これは今年度修士課程に進学した学生の卒業論文として推進され、今年度も修士課程の研究として継続される。
その２：GPS-TECを用いた2020年８月のレバノン爆発による電離圏擾乱の観測 イスラエルを中心に展開された地上GNSS局のデータを解析し、TECの擾乱信号をシミュレーション結果と比較した。その結果、2020年レバノン爆発が人工的な爆発としては核爆発以外で最大級の規模を持つ爆発であったことを立証した。この件に関しては、オープンアクセス誌で論文を2021年2月に発表し、国内外の様々なメディアに大きく取り上げられた。
その３：内部重力波が作る地震時電離圏擾乱の振幅の研究 地震時電離圏擾乱にはレーリー波が作るもの、直達音波(AW)が作るもの、内部重力波(IGW)が作るものの三種類が知られているが、IGWによる擾乱は巨大地震でしか見えないため、研究が進んでいなかった。本研究では初めて５個のM8-9クラスの地震後に見えたIGW起源のTECの変化を系統的に解析し、地震マグニチュードに対する振幅の依存性を解明した。また断層運動がゆっくり起こる「津波地震」は特別振幅の大きなIGWを励起することを2010年メンタワイ地震（スマトラ）のデータを解析して見出した。これは修士課程学生の修士論文の一部となっただけでなく、2021年度に国内外の複数の学会で発表が予定されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
理由その１ COVID19の影響の最小化 コロナ禍で旅行ができなくなったが、その分の予算を計算機環境の充実やオープンアクセスの論文発表に回すことができた。また国内外の学会はリモートで開催されたので、それらで積極的に発表することにより出張できない影響を最小に食い止めることができた。
理由その２ レバノン爆発の発生 予定にない事象として2020年8月にレバノン、ベイルートで発生した火薬庫の偶発的な爆発が、人工的な現象としては例外的に大きな音波を励起し、それが宇宙空間に達することによってGNSS-TEC法で検出可能な信号を作った。これらを報告した論文は2021年二月にSci. Rep.誌から出版され、北大からプレスリリースが行われた。事件の記憶が新しいこともあり国内外の多くのメディアで報道された。
理由その３ 優秀な大学院生の存在 スポラディックEによるTEC変動のQZSSによる解析は2020年度に卒業研究を行った藤本達也（現修士１年）によって主に進められた。また2020年夏のベイルート爆発のTECデータは、それまで火球によるTEC変化などを卒業研究で取り組んでいた松下愛（現修士２年）によってモデル計算と比較された。また2010年メンタワイ地震の地震時電離圏擾乱は高坂宥輝（2021年3月修士修了）の修士論文として研究がすすめられた。これらの筆者が指導する学生の存在が研究を計画以上に進展させた原動力となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、地震によって生じる内部重力波が作る電離圏擾乱についての論文発表が、国際学会（EGU）、国内学会（JPGU）と予定されており、また雑誌論文として春に投稿予定である。また夏に超高層物理と地震学の国際学会であるIAGA-IASPEI学術総会、および測地学の国際学会IAG学術総会がそれぞれリモートで開催され、すでに発表の申し込みを済ませている。それらの場で国内外の関係者との議論を通じて研究を進めてゆきたい。
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| Causes of Carryover |
COVID19の影響で国内外の学術研究集会への出張旅費が未使用となり、次年度の出張に繰り越すこととした。2021年度後半には多少出張が行えるようになることが予測されるので、そこで使用する計画である。
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