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局所構造を含む宇宙プラズマMHD乱流:起源、統計解析、粒子輸送

Research Project

Project/Area Number06J09778
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Space and upper atmospheric physics
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 成行 泰裕  Kyushu University, 大学院・総合理工学研究院, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2006 – 2008
Project Status Completed(Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost : ¥1,800,000)
Fiscal Year 2007 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2006 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Keywords太陽風 / 磁気流体波 / 運動論 / 非線形波動 / 乱流 / 宇宙プラズマ / 磁気流体波動 / 局所構造 / 高ベータプラズマ / 統計解析
Research Abstract

本研究は、宇宙プラズマ中のMHD乱流に関する非線形発展、及びプラズマ粒子の運動論的効果を考慮した理論・シミュレーションによる解析を行い、衛星データ解析結果を解釈するための基礎的知見を得ることを目的としている。今年度は、太陽風中において最も重要な磁気流体波動である、大振幅の平行伝播アルフヴェン波の非線形発展に関する研究を、実際の太陽風中におけるアルフヴェン波の性質(高ベータプラズマ中、非単色など)に着目して行い、前年度に引き続き以下のような新たな知見を得た。
○プラズマが高ベータである地球近傍において本質的に重要となる、有限イオン温度効果(イオンランダウ減衰、有限ラーマ半径効果)を含むアルフヴェン波のパラメトリック不安定性の線形分散関係式を導出し、無衝突減衰が有効でないアルフヴェン波の不安定性にも有限のイオン温度効果が本質的な寄与をすることを明らかにした。さらに、ハイブリッドシミュレーションを用いて、理論の妥当性を検証し、有限イオン温度効果が実際の太陽風中においては線形分散関係式で予測されるよりもさらに重要であることを示した。
○実際に宇宙空間で観測される波動を想定した非単色アルフヴェン波の非線形発展についての数値実験を行い、磁場の変調により励起される有限振幅の縦波が「非線形的な」変調不安定を駆動することを示した。また、実際の太陽風中で確認されているような有限の位相相関(局所構造)がそれらの非線形的に駆動される不安定性によって生成され得ることを指摘した。さらに、上記の有限イオン温度効果を考慮した場合に、この駆動型の変調不安定性がアルフヴェン波の減衰に極めて大きな役割を果たすことを示した。このことにより、これまでの太陽風アルフヴェン波の理論と観測との間にあった矛盾の一部が解決されたといえる。

Report

(2results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report

Research Products

(19results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article Presentation Remarks

  • [Journal Article] Density fluctuations induced by modulational instability of parallel propagating Alfven waves with beta〜12007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki and T. Hada
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Japan 76

      Pages : 74901-74901

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Consequences of finite ion temperature effects on parametric instabilities of circularly polarized Alfven waves2007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki and T. Hada
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. 112

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parametric instabilities of parallel propagating incoherent Alfven waves in a finite ion beta plasma2007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki, T. Hada, and K. Tsubouchi
    • Journal Title

      Phys. Plasmas 14

      Pages : 122110-122110

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetohydrodynamic parametric instabilities of parallel propagating incoherent Alfven waves2007

    • Author(s)
      Y.Nariyuki, T.Hada
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space 59

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Response to "Comment on 'Kinetically modified parametric instabilities of circularly polarized Alfven waves : Ion kinetic effects'"2007

    • Author(s)
      Y.Nariyuki, T.Hada
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 14

      Pages : 24704-24704

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kinetically modified parametric instabilities of circularly-polarized Alfven waves : Ion kinetic effects2006

    • Author(s)
      Y.Nariyuki, T.Hada
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 13

      Pages : 124501-124501

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Remarks on nonlinear relation among phases and frequencies in modulational instabilities of parallel propagating Alfven waves2006

    • Author(s)
      Y.Nariyuki, T.Hada
    • Journal Title

      Nonlinear Processes in Geophysics 13

      Pages : 425-441

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] アルフヴェン波のパラメトリック不安定性 : イオン運動論効果2006

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨
    • Journal Title

      SGEPSS波動分科会予稿集 WAVE13

      Pages : 5-5

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 準平行伝播Alfven波の減衰過程と磁場揺らぎ密度揺らぎ相関2006

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨
    • Journal Title

      SGEPSS波動分科会予稿集 WAVE12

      Pages : 4-4

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  • [Presentation] Wave-telescopeを用いた磁気流体乱流の解析2007

    • Author(s)
      成行泰裕
    • Organizer
      SGEPSS波動分科会
    • Place of Presentation
      福井市地域交流プラザ
    • Year and Date
      2007-11-16
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Parametric instabilities of finite amplitude Alfven waves in the solar wind2007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki, and T. Hada
    • Organizer
      International CAWSES symposium
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2007-10-24
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  • [Presentation] STP「理論」研究の今後について:非線形Alfven波の研究を通して2007

    • Author(s)
      成行泰裕
    • Organizer
      第122回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-30
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  • [Presentation] 2次元粒子コードによる大振幅アルフヴェン波のパラメトリック不安定性の解析2007

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨
    • Organizer
      第122回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-30
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽風中の非単色アルフヴェン波のパラメトリック不安定性2007

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨, 坪内健
    • Organizer
      第122回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2007-09-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽風中のアルフヴェン波のパラメトリック不安定性2007

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨
    • Organizer
      2007年度日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-26
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Parametric instabilities of parallel propagating incoherent Alfven waves2007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki, and T, Hada
    • Organizer
      IUGG2007
    • Place of Presentation
      Perugia (Italy)
    • Year and Date
      2007-07-04
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Consequences of finite ion temperature effects' on parametric instabilities of circularly polarized Alfven waves2007

    • Author(s)
      Y. Nariyuki, and T, Hada
    • Organizer
      IUGG2007
    • Place of Presentation
      Perugia (Italy)
    • Year and Date
      2007-07-04
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 有限イオンベータプラズマにおけるアルフヴェン波のパラメトリック不安定性2007

    • Author(s)
      成行泰裕, 羽田亨
    • Organizer
      地球惑星科学連合2007合同大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2007-05-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL
      http://www.esst.kyushu-u.ac.jp/~space/
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL :

Published : 2006-04-01   Modified : 2016-04-21  

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