2018 Fiscal Year Annual Research Report
3地点からの全天大気光撮像による極冠域電離圏広域イメージング観測
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26302006
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 聡 京都大学, 理学研究科, 教授 (80251718)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電離圏 / 極冠域 / 測位誤差 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成 27 年度 10 月からカナダ北部のイウレカにおいて観測を開始した全天大気光イメージャの運用を継続し，これまでで約 3.5 シーズンぶんの良好なデータを取得できている．これにより，既設の 2 台の全天イメージャ（カナダレゾリュートベイ，ノルウェーロングイヤービイエン）と組み合わせて，極冠域電離圏環境の広域イメージングを行い，極冠パッチや極冠オーロラなどの広域構造を可視化することにとりくんでいる．
平成 29 年 12 月に，それまで順調に観測を行っていたイウレカのイメージャの CCD カメラの冷却機能が故障し，以降の観測が行えない状態になった．現地で観測所のメンテナンスをしている Toronto 大学の Pierre Fogal 博士と連絡を取りながら，修理のためにカメラを日本に積み戻す作業を行った．平成 30 年度は，10 月にイウレカに渡航し，修理を行ったカメラを設置して観測を再開する作業を行った．観測の再開以降は大きいトラブルもなく順調に観測を行うことができている．この機器故障のため，連続観測が安定的にできていない時期が生じているものの，北米域の 2 地点（レゾリュートベイ，イウレカ）とヨーロッパ域（スバールバル）の 1 地点の計 3 地点からの極冠域電離圏大気光計測を実施した希有な広域データが 3 シーズンにわたって揃ったため，現在，これらの光学観測機器と，Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN) や EISCAT, AMISR (RISR-N) などの非干渉散乱レーダー，GPS 全電子数観測といった電波による電離圏観測を組み合わせて，極冠域超高層大気現象の構造を広域に，かつ 3 次元的に明らかにするための研究を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
光学系，筐体，冷却 CCD カメラ，光学フィルター，コントロール PC からなる全天イメージャシステムを完成させ，名古屋大学宇宙地球環境研究所においてテスト観測を行った後，2015 年 7 月にカナダに空輸した．平成 27 年 10 月に研究代表者の細川がイウレカに出張し，全天イメージャの設置から観測データの確認までの全てを行うことができた．また，観測システムに対して日本から衛星インターネット回線を用いた接続が行えるような設定を行い，観測状況の確認が行える環境を構築した．平成 29 年 12 月に CCD カメラの冷却機能が故障したため，それ以降 3 月までの観測を行うことができなかったが，平成 30 年 10 月に再度イウレカに渡航し，イメージャ観測を再開することができている．観測は PC による自動制御で行われており，観測をスタートした 2015 年 10 月下旬から 2018 年 3 月上旬までの 3.5 シーズン分に亘って良好なデータを取得することができている．既設の 2 台の全天イメージャ（レゾリュートベイ，ロングイヤービエン）も順調に観測を継続しており，現在，イウレカのデータを組み合わせた極冠域電離圏環境のグローバルイメージングに基づいた，極冠パッチや極冠オーロラの広域構造の研究を実施している．ただ，当初予定していた 4 シーズン分の観測データを得ることができていないため，研究期間を 1 年延長し，観測を継続することとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
一昨年度の CCD カメラの故障により当初目的としていた 4 シーズン分のデータを得ることができていないため，研究期間を 1 年延長し，2020 年 3 月まで観測を行う予定である．カナダのイウレカには秋に渡航し，メンテナンス作業を実施する．また，ロングイヤービイエンに関しては，8 月に渡航し観測システムのメンテナンスを実施する予定である．観測の実施と並行して，得られたデータの解析も進めていく．イウレカ，レゾリュートベイ，ロングイヤービイエンの 3 地点で同時にポーラーパッチが観測されている事例を抽出し，電離圏観測データと相互補完的に組み合わせることで，1) ポーラーキャップパッチの生成過程の理解: 生成領域の空間分布，生成に寄与する物理過程の解明，2) ポーラーキャップパッチの輸送経路の把握: 輸送経路の動的な追跡，背景対流との関連性の理解，3) ポーラーキャップパッチの特性変化の把握: 輸送中の特性（密度・空間構造）の時間変化の理解，に取り組む予定である．また，2019 年度は計画の最終年度であるため，成果の取りまとめも行っていく．具体的には，これまでに得られている，1) ポーラーキャップパッチ発生頻度の UT 依存性に関する研究，2) ポーラーキャップパッチの特性の太陽風擾乱（共回転相互作用領域，コロナ質量放出）に対する依存性の解析，3) 極冠オーロラの衛星・地上同時観測事例の解析などの研究テーマについて論文の形で成果を創出することを予定している．
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| Causes of Carryover |
平成 29 年度に観測に用いている CCD カメラが故障したことによって観測を行うことができなかった．これにより，当初予定していた 4 シーズン分の観測データを得ることができなくなったため，研究期間を延長し，2020 年 3 月まで観測を継続することとした．そのための費用を必要とするため，次年度使用額が生じている．
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