2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photochemical models for H2O and HOx in the mesosphere and lower thermosphere
Publicly Offered Research
| Project Area | Solar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure |
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| Project/Area Number |
16H01181
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
藤原 均 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50298741)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 熱圏 / 電離圏 / 中間圏 / 大気微量成分 / オーロラ降下粒子 / モデリング / 光化学 / 超高層大気 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化炭素の増大の結果、対流圏では温暖化が進行する一方で、上層大気領域(中間圏・熱圏)では寒冷化が生じている。中間圏の雲である夜光雲の増加は、この上層大気の寒冷化の証拠の一つと考えられている。中間圏のH2Oは、夜光雲の発生に関わるとともに、酸化水素(HOx)の供給源ともなっている。また、太陽プロトン現象などに代表される高エネルギー粒子の降り込みによっても、中間圏のHOxが大きく変動することが知られている。さらに、中間圏・下部熱圏では、下層大気起源の大気波動によって、風速の増減や乱流拡散による物質輸送が生じていると考えられ、中間圏・下部熱圏でのH2OやHOxは様々な時空間構造を持つものと推測される。HOxは、中間圏・上部成層圏においてオゾン破壊に寄与する物質であることからも、H2OやHOxの変動のほか、熱圏・中間圏・成層圏大気におけるこれら微量成分の役割を理解する必要がある。
本研究は、全大気領域を包含する大気大循環モデル(General Circulation Model: GCM) 等に組み込むための中間圏・下部熱圏H2O・HOx光化学モデルの開発を目的に実施された。特に、太陽活動変化や高エネルギー粒子の降り込みがあった際のHOxや関連する大気微量成分(NOなど)の変動を調べることが重要な研究課題である。
本研究の主な成果は以下のとおりである。1) 100 keV-1 MeVのエネルギーをもつ降下電子・プロトンによる大気電離率の計算コードを作成し、様々なエネルギーを持つ降下粒子の侵入高度推定を可能とした。また、ISレーダーによる電離圏観測との比較を行い、昼側電離圏において数100～ 1MeVのエネルギーをもった降下電子の流入を見出した。2) 1次元モデルによる計算から、乱流拡散、降下粒子、太陽紫外線による大気微量成分の変動を推定した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Depletion of mesospheric sodium during extended period of pulsating aurora2017
Author(s)
Takahashi, T., K. Hosokawa, S. Nozawa, T. T. Tsuda, Y. Hiraki, J. Sakai, Y. Ogawa, M. Tsutsumi, H. Fujiwara, T. D. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Kawabata, and C. Hall
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: １２２
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Vertical motion of the neutral atmosphere in the polar MLT region2017
Author(s)
Satonori Nozawa, Takuo Tsuda, Yasunobu Ogawa, Hitoshi Fujiwara, Takuya Kawahara, Norihito Saito, Satoshi Wada, Toru Takahashi, Masaki Tsutsumi, Tetsuya Kawabata, Chris Hall, and Asgeir Brekke
Organizer
EISCAT international symposium 2017
Int'l Joint Research
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[Presentation] Depletion of mesospheric sodium during extended period of pulsating aurora2017
Author(s)
Toru Takahashi, Keisuke Hosokawa, Satonori Nozawa, Takuo T. Tsuda, Yasunobu Ogawa, M. Tsutsumi, Y. Hiraki, H. Fujiwara, T. D. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Kawabata, C. Hall, and H. Miyaoka
Organizer
EISCAT international symposium 2017
Int'l Joint Research
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