極域電離圏プラズマメソスケール密度構造のカスケード過程の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22340143
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田口 聡 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80251718)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細川 敬祐 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80361830) ; 小川 泰信 国立極地研究所, 教育研究系, 准教授 (00362210)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 電離圏 / 極域 / プラズマ / 大気光 / オーロラ / 電子密度 / リコネクション

Outline of Annual Research Achievements

プラズマの大きな密度構造が次第に小さな姿へと形を変えていくカスケードは，電離圏のみならず広く宇宙空間に存在するプラズマの動態にかかわる過程である．観測装置の制約のために，電離圏でのカスケード過程の実証は未だ不十分で，その詳細が謎のままである．本研究では，電子増倍機能を有する次世代の高感度デジタルCCDカメラをノルウェーのスバールバル諸島ロングイヤビェンに配置し，メソスケール密度構造のカスケード過程を明らかにすることを目的としている．
本年度はまず，前年度の研究でカスケード過程の片鱗が見られた密度構造と対称的な形態をもつ構造に注目した．具体的には，構造が流れていく真夜中地方時に向けて昼間から細長く延びている構造である．このような構造においては，電子密度分布のカスケード過程の進行は不明瞭であり，むしろ，分布の構造全体の流れが背景の速度によく一致していることがわかった．カスケード過程の進行には，より大きな領域の全体的な形状が重要な役割を果たしていることが示唆される．次に，そのような高密度領域に重なる局在化した電子密度構造を作るカスプ域電子降下の移動特性を調べた．移動する電子降下領域は，共存するイオン降下の特徴から，「若い」電子降下領域と「老いた」電子降下領域とに分けることができた．このような電子降下領域がカスプ域に多数現れることもふまえると，構造全体の分布は時間とともに複雑に変動していることが考えられ，この種の変動が電離圏のカスケード過程の進行にどのように関わっているのかを明らかにすることが今後の課題となる．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Investigating the particle precipitation of a moving cusp aurora using simultaneous observations from the ground and space (2015)
  • Author(s): Satoshi Taguchi, Keisuke Hosokawa, and Yasunobu Ogawa
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 2 Pages: 印刷中
  • DOI: -
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Coexistence of a polar cap arc and a polar cap patch (2015)
  • Author(s): 坂井 純，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信，
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-28
• [Presentation] Moving cusp aurora as a backward-elongated image of the electron precipitation region (2015)
  • Author(s): Satoshi Taguchi, Yasunaga Chiba, Keisuke Hosokawa, and Yasunobu Ogawa
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] Responses of polar cap ionosphere to successive CMEs in December 2014: 5 days continuous monitoring with two all-sky imagers (2015)
  • Author(s): Keisuke Hosokawa, Satoshi Taguchi, Kazuo Shiokawa, Yasunobu Ogawa, and Yuichi Otsuka
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-26
• [Presentation] 小型大気光カメラによる極冠パッチの撮像 (2015)
  • Author(s): 細川 敬祐，小川 泰信，田口 聡
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-26
• [Presentation] 真昼過ぎオーロラスポットと極向きにドリフトする複数のアーク (2015)
  • Author(s): 辻本 洋平，田口 聡，細川 敬祐，小川 泰信
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-26
• [Presentation] 高緯度電離圏に見られる磁気圏や熱圏との「縫い目」が残る現象 (2015)
  • Author(s): 田口 聡
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県・幕張）
  • Year and Date: 2015-05-24
  • Invited
• [Presentation] 動く電子降下領域の後方に延びるカスプオーロラ：EISCATと全天イメージャーの同時観測 (2015)
  • Author(s): 田口 聡，千葉 康永，細川 敬祐，小川 泰信
  • Organizer: EISCAT研究集会
  • Place of Presentation: 国立極地研究所（東京・立川）
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 昼間側極域電離圏で見られた脈動オーロラの特性 (2015)
  • Author(s): 小川 泰信，細川 敬祐，田口 聡，鈴木 臣，門倉 昭，宮岡 宏
  • Organizer: 名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会「脈動オーロラ研究集会」
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知・名古屋）
  • Year and Date: 2015-01-20
• [Presentation] 電離圏昼側極冠域の逆転プラズマ対流 (2014)
  • Author(s): 田口 聡，田原 篤史
  • Organizer: 電気通信大学宇宙・電磁環境研究センター研究集会
  • Place of Presentation: 電気通信大学（東京・調布）
  • Year and Date: 2014-12-26
• [Presentation] 極域電離圏のプラズマ対流による中性大気密度変動 (2014)
  • Author(s): 松村 充，田口 聡
  • Organizer: 電気通信大学宇宙・電磁環境研究センター研究集会
  • Place of Presentation: 電気通信大学（東京・調布）
  • Year and Date: 2014-12-26
• [Presentation] Response of the reverse convection to sharp IMF turnings (2014)
  • Author(s): Satoshi Taguchi, Atsushi Tawara, Marc Hairston, James A. Slavin, Guan Le, Juergen Matzka, and Claudia Stolle
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: American Geophysical Union Fall Meeting 2014
  • Year and Date: 2014-12-19
• [Presentation] Neutral density anomalies in the whole polar thermosphere produced by ion drag due to ionospheric convection (2014)
  • Author(s): Mitsuru Matsumura, and Satoshi Taguchi
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: San Francisco (United States)
  • Year and Date: 2014-12-18
• [Presentation] Creation of polar cap patches (2014)
  • Author(s): Keisuke Hosokawa, Satoshi Taguchi, and Yasunobu Ogawa
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2014
  • Place of Presentation: San Francisco (United States)
  • Year and Date: 2014-12-17
  • Invited
• [Presentation] CHAMP衛星と光学機器を用いた極冠域中性大気質量密度異常の観測 (2014)
  • Author(s): 村上 隆一，細川 敬祐，田口 聡，松村 充，塩川 和夫，大塚 雄一
  • Organizer: 極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所（東京・立川）
  • Year and Date: 2014-12-03
• [Presentation] 極方向に伝搬するカスプオーロラの動的特性: 全天イメージャ観測に基づく統計解析 (2014)
  • Author(s): 新山 峻平，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信
  • Organizer: 極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所（東京・立川）
  • Year and Date: 2014-12-03
• [Presentation] Vertical motion of a polar cap patch and its contribution to the electron density profile (2014)
  • Author(s): 坂井 純，細川 敬祐，小川 泰信，田口 聡
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-03
• [Presentation] 小型大気光カメラによるポーラーパッチの撮像 (2014)
  • Author(s): 細川 敬祐，小川 泰信，田口 聡
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] CHAMP衛星と光学機器を用いた極冠域中性大気質量密度異常の観測 (2014)
  • Author(s): 村上 隆一，細川 敬祐，田口 聡，松村 充，塩川 和夫，大塚 雄一，Luehr Hermann
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] 極方向に伝搬するカスプオーロラの動的特性: 全天イメージャ観測に基づく統計解析 (2014)
  • Author(s): 新山 峻平，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] 高感度全天イメージャによって観測された高緯度昼間側MSTIDの特性 (2014)
  • Author(s): 内海 俊人，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] 高感度全天イメージャによる観測を用いたポーラーパッチのエッジに関する統計解析 (2014)
  • Author(s): 對比地 雄大，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信，松村 充
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-02
• [Presentation] Response of the reverse convection to sharp IMF turnings: Observations from multi-spacecraft and ground magnetometer stations (2014)
  • Author(s): 田口 聡，田原 篤史，Marc Hairston, James A. Slavin, Guan Le, Juergen Matzka, Claudia Stolle
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-01
• [Presentation] イオンドラッグが引き起こす極域熱圏全体の密度異常 (2014)
  • Author(s): 松村 充，田口 聡
  • Organizer: 第136回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • Place of Presentation: キッセイ文化ホール（長野・松本）
  • Year and Date: 2014-11-01
• [Presentation] 極冠パッチの上下運動とその電子密度プロファイルへの寄与 (2014)
  • Author(s): 坂井 純，細川 敬祐，小川 泰信，田口 聡
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構（東京・小金井）
  • Year and Date: 2014-09-22
• [Presentation] CHAMP衛星と光学機器を用いた極冠域中性大気質量密度異常の観測 (2014)
  • Author(s): 村上 隆一，細川 敬祐，田口 聡，松村 充，塩川 和夫，大塚 雄一
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構（東京・小金井）
  • Year and Date: 2014-09-22
• [Presentation] 高感度全天イメージャによって観測された高緯度昼間側MSTIDの特性 (2014)
  • Author(s): 内海 俊人，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構（東京・小金井）
  • Year and Date: 2014-09-22
• [Presentation] 高感度全天イメージャによる観測を用いたポーラーパッチのエッジに関する統計解析 (2014)
  • Author(s): 對比地 雄大，細川 敬祐，田口 聡，小川 泰信，松村 充
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構（東京・小金井）
  • Year and Date: 2014-09-22
• [Presentation] Horizontal ion drag effect on the thermospheric mass density anomaly in the cusp (2014)
  • Author(s): Mitsuru Matsumura, and Satoshi Taguchi
  • Organizer: Asia-Oceania Geoscience Society, 11th Annual General Meeting
  • Place of Presentation: Royton Sapporo Hotel (Hokkaido, Sappro)
  • Year and Date: 2014-07-31
• [Presentation] Global imaging of polar cap patches (2014)
  • Author(s): Keisuke Hosokawa, Satoshi Taguchi, Kazuo Shiokawa, Yuichi Otsuka, and Yasunobu Ogawa
  • Organizer: Asia-Oceania Geoscience Society, 11th Annual General Meeting
  • Place of Presentation: Royton Sapporo Hotel (Hokkaido, Sappro)
  • Year and Date: 2014-07-29
• [Presentation] 極冠パッチの縁 (2014)
  • Author(s): 細川 敬祐，田口聡，小川泰信
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • Year and Date: 2014-04-29
• [Presentation] カスプにおけるオーロラ増光の時間空間分布 (2014)
  • Author(s): 田口 聡，細川 敬祐，小川 泰信
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] カスプ域の熱圏質量密度異常に対する水平イオンドラッグの影響 (2014)
  • Author(s): 松村 充，田口 聡
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜）
  • Year and Date: 2014-04-28