2015 Fiscal Year Research-status Report
地磁気擾乱時における電離圏電場分布の変動と電離圏擾乱ダイナモとの関係
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26400478
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
新堀 淳樹 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (30555678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 智昭 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (30467344)
小山 幸伸 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ, 大学共同利用機関等の部局等, 研究員 (50598513)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電離圏ダイナモ / 地磁気変動 / 下部熱圏風 / 太陽風 / 磁気嵐 / 電離圏電場 / 電離圏電気電導度 / 太陽活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全球地磁気変動から電離圏電場を導出する際に電離圏電気電導度モデルから算出される情報が必要となる。すでに、我々の研究グループによって電離圏電気電導度を計算するコードを開発しているが、長期間にわたって全球的な電離圏電導度を算出するには膨大な時間がかかる。そこで平成27年度では、その計算時間をなるべく短くするために、一度計算した大気や地球磁場モデル値をデータベース化し、再度計算するときにはそのデータベースを参照することによって電離圏電導度を求めるルーチンを開発した。そして、その計算ツールを駆使することにより、1958年から現在までの期間について赤道域から両極域に分布する地磁気観測点上の電離圏電導度モデル値のデータベースを作成した。これにより、全球地磁気変動から電離圏電場の時間・空間変動を研究する解析環境が整備された。
次に、それらの解析環境を用いて地磁気静穏日の電離圏電場分布の長期変動特性を調べるために、60年以上に及ぶ長期の太陽活動度と地磁気データから見積もられる電離圏電場との相関解析を行った。その結果、中緯度から赤道域で観測された地磁気日変化振幅は、明瞭な季節変化と太陽活動極大期に地磁気日変化振幅が大きくなるという11年太陽活動周期性を示した。特に、1947年以降で最も太陽活動が低調であった23/24サイクル極小期における地磁気日変化振幅が最も小さくなっていた。また、地磁気日変化振幅から見積もられる電離圏ダイナモ電場の長期変動についても、明瞭な季節変化と太陽活動周期性が見られた。しかし、低緯度-中緯度における真昼付近の電離圏ダイナモ電場は、太陽活動極大期にその強度が小さくなるという太陽活動とは逆相関であった。その傾向は、南北両半球でも地理経度に関係なく見られた。その太陽活動とは逆相関になる要因としてイオンドラック効果が候補として考えられる。
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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
今年度は、当初の研究実地計画に従って電離圏電気電導度モデル値の全球分布を計算するルーチンを改良することに成功し、その計算時間を大幅に縮小することができた。その改良版の計算ツールを駆使することによって、1958年から現在までの期間について赤道域から両極域に分布する地磁気観測点上の電離圏電導度モデル値を算出することに成功し、そのデータベースを作成することができた。また、その解析環境を用いて地磁気静穏日の電離圏電場分布の長期変動特性の研究を実施することができ、地磁気擾乱時における電離圏擾乱ダイナモの研究を実施する基礎資料を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究実施計画に向けてまず、磁気嵐やサブストームといった地磁気擾乱時における全球にわたる地磁気変動の解析を進め、擾乱時における電離圏電場の時間・空間変動をとらえる。その電場変動の起源を探るため、太陽風と中間圏・下部熱圏風データの解析も同時に行う。特に、太陽風変動に伴って電離圏電場が変動するタイミングに着目し、電離圏擾乱ダイナモか太陽風起源かの区別を行う。その解析で電離圏擾乱ダイナモ起源と同定された期間において、中間圏・下部熱圏風変動が通常の日変化からどの程度異なっているかを調べる。特に、地上のISや大気レーダーは高度方向の風速や電場の分布をとらえることができるので、太陽風変動に伴う影響がどの高度領域にまで及ぶかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度の研究によって得られた成果を投稿論文にまとめ、本年度中に出版させる予定であったが、共著との議論や査読等に時間がかかり、次年度に出版が持ち越しになったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に持ち越しとなった額は、研究成果発表のための論文出版料と国内外における学会発表のための旅費と参加費に充てる予定である。
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[Journal Article] JavaFX-based iUgonet Data Analysis Software (JudasFX)のプロトタイプ開発2016
Author(s)
小山幸伸, 佐藤由佳, 中野慎也, 八木学, 田中良昌, 阿部修司, 能勢正仁, 蔵川圭, 池田大輔, 梅村宜生, 新堀 淳樹, 上野悟
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Journal Title
宇宙科学情報解析論文誌
Volume: 5
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Response of the incompressible ionosphere to the compression of the magnetosphere during the geomagnetic sudden commencements2016
Author(s)
Kikuchi, T., K. K. Hashimoto, I., Tomizawa, Y. Ebihara, Y. Nishimura, T. Araki, A. Shinbori, B. Veenadhari, T. Tanaka, and T. Nagatsuma
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 121
Pages: 1536–1556
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] IUGONETプロジェクトの活動報告2016
Author(s)
新堀淳樹, 八木学, 田中良昌, 梅村宣生, 上野悟, 小山幸伸, 阿部修司, IUGONETプロジェクトメンバー
Organizer
太陽研連シンポジウム 「ひので10年目の成果とSolar-Cを柱とする太陽研究の新展開」
Place of Presentation
東京都三鷹市
Year and Date
2016-02-15 – 2016-02-15
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[Presentation] 地磁気日変化振幅に見られる超高層大気変動について2015
Author(s)
新堀淳樹, 小山幸伸, 能勢正仁, 堀智昭, 大塚雄一, IUGONETプロジェクトチーム
Organizer
第2回「太陽地球環境データ解析に基づく超高層大気の空間・時間変動の解明」 第290回生存圏シンポジウム/平成27年度名大STE研研究集会/平成27年度極地研研究集会
Place of Presentation
東京都立川市
Year and Date
2015-08-18 – 2015-08-18
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