2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25287126
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
野澤 悟徳 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (60212130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 泰信 国立極地研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (00362210)
藤原 均 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50298741)
堤 雅基 国立極地研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (80280535)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 大気上下結合 / ナトリウムライダー / EISCAT / 乱流 / オーロラ加熱 / 国際研究者交流 / ノルウェー / 流星レーダー |
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| Research Abstract |
北極域・オーロラ帯に位置するノルウェー・トロムソ（北緯69.6度、東経19.2度）にて、ナトリウムライダー、EISCATレーダー、流星レーダー等の観測機器を駆使して、北極域下部熱圏・中間圏の変動現象を解明し、大気の上下結合に関する新たな知見を得ることが、本研究課題の目的である。
ナトリウムライダー（以下、ライダー）の改良・整備を平成25年7月および9月後半から10月中旬まで行った。4つの受信用光学ドームをガラス窓に変更することにより、受信雑音ノイズの低減を達成し、従来と比較して観測可能時間が2時間程度延長された。大気温度・風速・ナトリウム密度観測を平成25年10月13日から平成26年3月7日まで実施した。ライダーレーザーを約2100時間稼働し、計約700時間分のデータを取得した。
2010年10月6日と11月14日に取得されたライダー・EISCATレーダー同時観測データを用いて、ジュール加熱量の定量的評価を初めて行なった。11月14日のイベントでは、イオン温度と中性大気温度の差は、EISCATレーダーデータと大気モデルに基づいて導出したジュール加熱量では説明できず、ジュール加熱量を低く見積もっている結果を得た。2012年1月24日に取得されたライダー・EISCATレーダー同時観測データを解析し、オーロラ降下粒子のナトリウム密度変動への影響を調べた。このイベントでは、オーロラ電子降下に伴い、ナトリウム密度が顕著に減少していることが分かった。ナトリウム密度が急激に上昇し、高度方向に薄い高密度層が形成されるスポラディックソディウム層(SSL)の生成に関する物理機構を新しく提案した。このモデルでは、沿磁力線電流とペダーセン電流に伴う3次元電流系が、SSLの生成に重要であることを指摘した。このモデルにより、2011年1月11日にライダーで観測されたSSLイベントを定量的に再現できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究は順調に進んでいる。理由としては、（１）冬期ナトリウムライダー連続観測を実施して、約７００時間分の大気温度データ・風速・ナトリウム密度データを取得することができたこと、（２）極域中間圏・熱圏・電離圏に関する研究成果として、査読付き論文を10編発表したこと、（３）極域中間圏・熱圏・電離圏に関する研究成果として、２１件の講演を行ったこと、（４）ナトリウムライダーのデータ解析を進め、北極域下部熱圏・中間圏における大気温度の空間構造やスポラディクナトリウム層の生成・維持機能などについて、新たな知見が得られつつあること、などである。また、平成25年7月から10月にかけて、ナトリウムライダーのシステム改善を実施し、受信ノイズの低減を実現したことは、今後の観測データの改善に大きな意味を持つ。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度もライダー観測を継続し、大気温度等データを取得するとともに、EISCATレーダーや流星レーダーとの同時観測を可能な限り多く実施する。平成２５年度までに蓄積されたデータ解析を進め、大気温度の空間構造、スポラディックナトリウム層の生成・維持機構、成層圏突然昇温に伴う大気温度・風速変動、太陽風エネルギー流入に対する大気の応答等についての解明を進める。これらを通して、大気上下結合に関する新たな知見を得る。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ナトリウムライダーの受信器に組み込むPMTの購入を予定したが、納期が６ケ月かかるため、次年度に持ち越しとなった。
ナトリウムライダーの受信器に組み込むPMTを購入する。
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[Journal Article] Variations of the neutral temperature and sodium density between 80 and 107 km above Tromso during the winter of 2010-2011 by a new solid state sodium LIDAR2014
Author(s)
Nozawa, S., T. D. Kawahara, N. Saito, C. M. Hall, T. T. Tsuda, T. Kawabata, S. Wada, A. Brekke, T. Takahashi, H. Fujiwara, Y. Ogawa, and R. Fujii
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 119
Pages: 441-451
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The neutral dynamics during the 2009 sudden stratosphere warming simulated by different whole atmosphere models2014
Author(s)
Pedatella, N. M., T. Fuller-Rowell, H. Wang, H. Jin, Y.Miyoshi, H. Fujiwara, H. Shinagawa, H.-L. Liu, F. Sassi, H. Schmidt, V.Matthias, and L. Goncharenko
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 119
Pages: 1306-1324
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Decrease in sodium density observed during auroral particle precipitation over Tromsoe, Norway2013
Author(s)
Tsuda, T., S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C. M. Hall, M. Tsutsumi, M. K. Ejiri, S. Suzuki, T. Takahashi, T. Nakamura
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Journal Title
Geophyscal Research Letters
Volume: 40
Pages: 4486-4490
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Variations of neutral temperature and winds in the polar mesosphere and lower thermosphere above Tromsø2013
Author(s)
Nozawa, S., T. D. Kawahara, T. Tsuda, N. Saito, M. Tsutsumi, S. Wada, H. Fujiwara, T. Takahashi, T. Kawabata, Y. Ogawa, S. Oyama, C. Hall, A. Brekke, and R. Fujii
Organizer
CAWSES-II symposium
Place of Presentation
名古屋大学
Year and Date
20131118-20131122
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[Presentation] Changes of the polar lower thermosphere, mesosphere, and ionosphere due to a SSW event ~ A case study of the January 2012 event~2013
Author(s)
Nozawa, S., T. D. Kawahara, T.T. Tsuda, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, and M. Tsutsumi
Organizer
ISSI meeting ID217
Place of Presentation
ISSI, Bern, Switzerland
Year and Date
20131014-20131018
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[Presentation] Relationship between auroral substorm and ion upflow in the nightside polar ionosphere2013
Author(s)
Ogawa, Y., M. Sawatsubashi, S. C. Buchert, K. Hosokawa, S. Taguchi, S. Nozawa, S. Oyama, T. T. Tsuda, and R. Fujii
Organizer
The 16th EISCAT Symposium
Place of Presentation
Lancaster University, UK
Year and Date
20130812-20130816
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[Presentation] トロムソナトリウムライダーの2012 年度観測概要2013
Author(s)
野澤悟徳, 川原琢也, 斎藤徳人, 津田卓雄, 川端哲也, 堤雅基, 大山伸一郎, 高橋透, 藤原均, 和田智之, 小川泰信, 藤井良一
Organizer
日本地球惑星科学連合2013大会
Place of Presentation
千葉幕張メッセ国際会議場
Year and Date
20130519-20130524
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