磁気嵐に伴う磁気圏・電離圏内におけるプラズマ擾乱の発生と発達過程の研究

• Project/Area Number: 06J06408
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新堀 淳樹 Nagoya University, 太陽地球環境研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 磁気急始(SC) / 磁気圏界面電流 / 磁気赤道 / 領域1型の沿磁力線電流 / 磁気嵐 / 電離圏電流 / 太陽フレア / 太陽風 / DP2型変動 / Cowlin効果 / 領域I型の沿磁力線電流 / 西向き赤道電離圏電流 / 電場 / 内部磁気圏 / 局所電場 / 磁場 / 環電流 / 磁気急始 / 遮蔽電場

Research Abstract

太陽フレア現象によって放出される高密度・高温プラズマ雲が地球磁気圏に衝突することによって発生する磁気急始(SC)現象は、開始時刻やその発生要因が見極めやすい変動形態を持つため、太陽風-磁気圏-電離圏相互作用という磁気圏物理の基礎課程を理解する上で非常に重要な擾乱現象である。本年度は、磁気赤道から中緯度領域におけるSCの磁場振幅の磁気緯度と磁気地方時の分布を明らかするために、ヤップ、グアム、沖縄、柿岡、女満別そしてパラツンカの6つの地磁気観測点から得られた長期の地磁気データを用いてSCのMain Impulse(MI)期の磁場振幅の統計解析を行った。その結果、昼間側の中緯度における磁場変動は、圧縮時によって生成される領域1型の沿磁力線電流(FAC)のもたらすtwo-cell型の電離圏Hall電流の作る磁場変化を示し、その影響が少なくとも沖縄付近の低緯度まで広がっていた。一方、低緯度では、磁場振幅が正午付近で最大となる磁気圏界面電流のつくる磁場変動が卓越することを示したが、本研究の精密な解析により、極域起源の電離圏電流の作る磁場変動が約7%含まれることを新たに見出した。さらに、磁気赤道の8時から16時の昼間側において、Cowling効果による顕著なSCの磁場振幅の増大が見受けられ、低緯度の2-3倍に達していた。その最大値を与える磁気地方時は11時付近であった。そして、もう一つの興味深い結果は、磁気赤道から中緯度の全ての領域で真夜中付近を最大とする2次的なSCの磁場振幅の増大が見られたことである。その真夜中付近の振幅は。顕著な磁気緯度の依存性を持っており、磁気緯度の増加とともに振幅が増加するという傾向を示した。このことから、この磁場変動をもたらす原因は、MI期に形成されるFACの作る磁場変化であり、その影響が中緯度や低緯度だけでなく、磁気赤道にまで及んでいることをはじめて示した。

Research Products

• [Journal Article] Seasonal variations of the electron density distribution in the polar region during geomagnetically quiet periods near solar maximum (2009)
  • Author(s): N. Kitamura
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic latitude and local time dependence of the amplitude of geomagnetic sudden commencements (2009)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SC-associated ionospheric electric fields at low latitude : FM-CW radar observation (2008)
  • Author(s): A. Ikeda
  • Journal Title: Memoirs of the Faculty of Sciences, Kyushu University 32 Pages: 1-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SC-associated ionospheric electric fields at low latitude:FM-CW radar observation (2008)
  • Author(s): A. Ikeda
  • Journal Title: Memoirs of the Faculty of Sciences, Kyushu Universit 32 Pages: 1-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrostatic electron cyclotron harmonic waves observed by the Akebono satellite near the equatorial region of the plasmasbhere (2007)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Journal Title: Earth Planets Space 59 Pages: 613-629
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of ring current and radiation belt particles under the influence of storm-time electric fields (2007)
  • Author(s): Y. Nishimura
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation mechanism of Z-mode waves in the equatorial plasmashere (2007)
  • Author(s): Y. Nishimura
  • Journal Title: Earth Planets Space 59 Pages: 1027-1034
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrostatic electron cyclotron harmonic waves observed by the Akebono satellite near the equatorial region of the plasmasphere (2007)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Journal Title: Earth, Planets and Space (印刷中)
• [Journal Article] Evolution of ring current and radiation belt particles under the influence of storm-time electric fields (2007)
  • Author(s): 西村幸敏
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research (印刷中)
• [Journal Article] Enhancements of magnetospheric convection electric field associated with sudden commencements in the inner magnetosphere and plasmasphere regions (2006)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Journal Title: Advances in space Research 38 Pages: 1595-1607
• [Journal Article] Storm-time electric field distribution in the inner magnetosphere (2006)
  • Author(s): 西村幸敏
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 33
• [Presentation] 低緯度ブラジル磁気異常帯における磁気急始(SC)の磁場振幅の異常増加について (2009)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 第2回STE現象報告会
  • Place of Presentation: 九州大学・宙空環境研究センター
  • Year and Date: 2009-03-06
• [Presentation] SC初期インパルスに伴う電離層電流の瞬時発達 (2009)
  • Author(s): 菊池崇
  • Organizer: 電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学・西新プラザ
• [Presentation] 磁気圏対流電場の応答と電磁エネルギー輸送経路 (2009)
  • Author(s): 西村幸敏
  • Organizer: 電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学・西新プラザ
• [Presentation] サブオーロラ帯から磁気赤道にいたる磁気急始(SC)における磁場振幅の季節依存性について (2009)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学・西新プラザ
• [Presentation] 極域電離圏磁気圏における磁気嵐時のイオン上昇流 (2009)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 電磁圏物理学シンポジウム
  • Place of Presentation: 九州大学・西新プラザ
• [Presentation] SC研究の最前線 (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 第1回STE現象報告会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構
  • Year and Date: 2008-09-19
• [Presentation] 磁気急始(SC)の振幅の日変化への太陽風IMF効果とその季節依存性 (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] 磁気嵐における中緯度電離圏電場の時間・空間発展について (2008)
  • Author(s): 辻裕司
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] 極域磁気圏における磁気嵐時のイオン上昇流の観測 (2008)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] 磁気嵐時における極域プラズマ密度増加の Akebono、DMSP同時観測 (2008)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] Tail current variation associated with SCs (2008)
  • Author(s): 堀智昭
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] 衛星観測に基づく磁気圏内におけるSCの磁場振幅の日変化 (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 日本惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
• [Presentation] あけぼの衛星によって内部磁気圏で観測されるSCに関連した電磁場変動現象 (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 第32回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
• [Presentation] 磁気嵐急始インパルスの昼夜半球赤道への瞬時伝播 (2008)
  • Author(s): 菊池崇
  • Organizer: 第32回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
• [Presentation] 磁気急始(SC)に伴う夜側の磁場変動の磁気緯度依存性 (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] 磁気嵐急始初期インパルスの数秒以内同時性と地面電離層導波管TM0モード伝播による理解 (2008)
  • Author(s): 菊池崇
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] SCのIMF-Bz依存性 (2008)
  • Author(s): 荒木徹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] DP2 variations observed by King Salmon HF radar and RapidMag (2008)
  • Author(s): 堀智昭
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] 極域磁気圏における磁気嵐時のイオン上昇流 (2008)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] 磁気嵐時の磁気圏電場の空間構造 (2008)
  • Author(s): 西村幸敏
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] 磁気嵐時の中緯度領域における地上磁場変動と電離圏電場との定量的関係;地上磁場データとあけぼの衛生観測電場との比較解析 (2008)
  • Author(s): 辻裕司
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] あけぼの衛星観測に基づく磁気急始(SC)に伴う磁気圏対流電場の増大について (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] GEMSIS-Ionosphere (電離圏):電離圏対流の全球的理解と太陽風-磁気圏-電離圏結合過程の理解に向けて (2008)
  • Author(s): 海老原祐輔
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会 第124回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 戦災復興記念館
• [Presentation] 磁気嵐時における内部磁気圏電場構造について (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 太陽から地球までシンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道陸別町
• [Presentation] 磁気嵐時の内部磁気圏電場の空間構造と太陽風応答 (2008)
  • Author(s): 西村幸敏
  • Organizer: 磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 磁気嵐時の中緯度領域における地上磁場変動と電離圏電場との定量的関係 (2008)
  • Author(s): 辻裕司
  • Organizer: 磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 磁気嵐急始(SC)に伴う磁場変動から理解できること (2008)
  • Author(s): 新堀淳樹
  • Organizer: 磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] SC初期インパルスの数秒内グローバル同時発生と電場伝送モデル (2008)
  • Author(s): 菊池崇
  • Organizer: 磁気圏-電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 太陽活動極大期地磁気静穏時の中緯度、極域高高度における電子密度構造 (2008)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏(MTI)研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構
• [Presentation] 極域電離圏-磁気圏における磁気嵐時のプラズマ密度増加の Akebono、DMSP同時観測 (2008)
  • Author(s): 北村成寿
  • Organizer: 中間圏・熱圏・電離圏(MTI)研究会
  • Place of Presentation: 情報通信研究機構
• [Presentation] SC Related Electric and Magnetic Field Phenomena in the Inner Magnetosphere Observed by the Akebono Satellite (2008)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] Penetration of stormtime electric fields to the low latitude ionosphere and the inner magnetosphere as observed with the magnetometers, incoherent scatter radar and Akebono satellite (2008)
  • Author(s): T. Kikuchi
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] Observations of the Plasma Density Enhancement in the Polar Magnetosphere during Geomagnetic Storms (2008)
  • Author(s): N. Kitamura
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] DP2 Variations Observed by King Salmon HF Radar and RapidMAG Magnetometers (2008)
  • Author(s): T. Hori
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] Temporal and spatial developments of mid-latitude ionospheric electric field as observed with magnetometers during geomagnetic storms (2008)
  • Author(s): Y. Tsuji
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] Simultaneity within a few seconds of the global preliminary impulse of the geomagnetic sudden commencement and its explanation by means of the Earth-ionosphere waveguide mode (2008)
  • Author(s): T. Kikuchi
  • Organizer: Asia Oceania Geosciences Society
  • Place of Presentation: Busan
• [Presentation] Observations of the plasma density enhancement in the high altitude polar region during geomagnetic storms (2008)
  • Author(s): N. Kitamura
  • Organizer: COSPAR
  • Place of Presentation: Montreal
• [Presentation] Penetration of storm-time electric fields to the middle-latitude ionosphere and inner magnetosphere observed by the magnetometers and Akebono satellite (2008)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: COSPAR
  • Place of Presentation: Montreal
• [Presentation] IMF-dependence of geomagnetic sudden commencements (2008)
  • Author(s): T. Araki
  • Organizer: Japan-China Scientific Cooperation Program
  • Place of Presentation: NIPR
• [Presentation] Magnetic latitude and local time dependence of the Amplitude of geomagnetic sudden commencements (2008)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] Storm-time electric fields in the mid-latitude ionosphere observed by ground magnetometers and the Akebono satellite (2008)
  • Author(s): Y. Tsuji
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] Radial profile of the storm-time convection electric field in the equatorial magnetosphere : THEMIS observations (2008)
  • Author(s): T. Hori
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] Ion Upflows in the Polar Magnetosphere During Geomagnetic Storms (2008)
  • Author(s): N. Kitamura
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] Response of the convection electric field on southward turning of the IMF (2008)
  • Author(s): Y. Nishimura
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
• [Presentation] 太陽風-磁気圏-電離圏結合過程の基礎理解としての磁気急始(SC)現象の姿 (2008)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 第3回ジオスペース環境科学研究会
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Presentation] 磁気急始(SC)の振幅の磁気地方時とその季節・太陽活動依存性 (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 平成19年度・第1回STE(太陽地球環境)現象報告会
  • Place of Presentation: NICT
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Presentation] 磁気嵐時における内部磁気圏電場について (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 日本惑星科学連合2007年大会
  • Place of Presentation: 幕張メツセ
• [Presentation] 磁気急始(SC)の振幅の磁気地方時と太陽風IMFの依存性-3 (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 日本惑星科学連合2007年大会
  • Place of Presentation: 幕張メツセ
• [Presentation] 磁気嵐時の内部磁気圏・極域電離圏電場の統計的描像 (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 第31回極域宙空圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
• [Presentation] 磁気嵐における電離圏磁気圏結合研究の時代背景と新展開 (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏関連夏の学校2007
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
• [Presentation] SCの振幅の日変化に対する太陽風IMFと季節依存性 (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会第122回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] あけぼの衛星によってプラズマ圏磁気赤道付近で観測される静電的電子サイクロトロン高調波について (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会第122回総会及び講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 磁気急始(SC)の振幅の日変化を用いた電離圏磁気圏結合の理解-SCの作るFACの季節変動からわかること- (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 磁気圏電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] 地上-衛墓観測から見た複合系としての磁気急始(SC)現象の姿-太陽風IMFの極性が与えるSCの振幅の日変化の変動の意味- (2007)
  • Author(s): 新堀 淳樹
  • Organizer: 磁気圏電離圏複合系における対流に関する研究会
  • Place of Presentation: 岡山
• [Presentation] Large-scale electric field in the inner magnetosphere during geomasnetic storms (2007)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: SuperDARN Workshop
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] Large-scale electric field in the inner magnetosphere during eomasnetic storms (2007)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: IUGG
  • Place of Presentation: Perugia
• [Presentation] Statistical view of large-scale electric field in the inner maenetosnhere during geomaenetic storms (2007)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: International CAWSES Symposium
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Seasonal dependence of SC amplitude on magnetic local time (2007)
  • Author(s): A. Shinbori
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco