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電磁イオンサイクロトン波動の非線形解析に基づくジオ・スペースプラズマ環境の研究

Research Project

Project/Area Number 12J10930
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Space and upper atmospheric physics
Research InstitutionNagoya University (2013)
Japan Aerospace Exploration Agency (2012)

Principal Investigator

小路 真史  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 特任助教

Project Period (FY) 2012 – 2014-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords地球内部磁気圏 / 非線形プラズマ波動 / 波動粒子相互作用 / 大規模シミュレーション / EMICトリガード放射 / 高エネルギーイオンダイナミクス / プラズマ波動 / 高エネルギーイオン / 非線形波動 / プロトンオーロラ
Research Abstract

電子流体・イオンハイブリッドシミュレーションによって内部磁気圏の赤道域をモデル化し、電磁イオンサイクロトロン(EMIC)トリガード放射の解析を行った。このEMICトリガード放射は、強い非線形波動粒子相互作用によって周波数上昇を起こしたEMIC波であり、内部磁気圏における高エネルギープロトン、及び相対論的電子の消失に関わっていることが明らかになりつつある。本研究ではスーパーコンピュータによって、EMICトリガード放射による非線形波動粒子相互作用を再現し、内部磁気圏プラズマ環境へのインパクトを明らかにすることである。プロトン温度異方性によって自発的に励起するトリガード放射を再現し、多様なスペクトルの形成過程について解析を行った。トリガード放射のコヒーレンシーは、外部磁場の勾配が大きくなるに連れて高くなることが、パラメータ解析の結果明らかとなった。さらに、コヒーレントなトリガード放射の場合、位相空間中において粒子捕捉が効率よく起こり、結果として加速効率が高くなる事を示した。また、インコヒーレントなEMIC放射は、あらゆる空間で同時多発的に発生することから、粒子散乱の時間スケールが早まることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

リアルスケールハイブリッドシミュレーションにより、EMIC波のスペクトルの差によって現れる内部磁気圏高エネルギー粒子の加速・散乱の違いが明らかに出来た。また、衛星観測研究チームとの共同研究により、これまでに報告が少なかったトリガード放射が相次いで発見できたこと、さらに理論的に示唆されている詳細なスペクトルの構造が発見できたことにより、当初の研究計画以上に進展したと評価した。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions observed by THEMIS probes outside the plasmapause2014

    • Author(s)
      Nakamura, S., Y. Omura, S. Machida. M. Shoji, et al.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 119 Issue: 3 Pages: 1874-1886

    • DOI

      10.1002/2013ja019146

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Triggering process of electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions in the inner magnetosphere2013

    • Author(s)
      Shoji, M. and Y. Omura
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 118 Issue: 9 Pages: 5553-5561

    • DOI

      10.1002/jgra.50523

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Akebono observations of EMIC waves in the slot region of the radiation belts2013

    • Author(s)
      Sakaguchi, K., Y. Kasahara, M. S hoji, et al.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 40 Issue: 21 Pages: 5587-5591

    • DOI

      10.1002/2013gl058258

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multidimensional Nonlinear Mirror-mode Structures in the Earth' s Magnetosheath2012

    • Author(s)
      Shoji, M., Y. Omura, and L. C. Lee
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research, Space Physics

      Volume: 117 Issue: A8

    • DOI

      10.1029/2011ja017420

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precipitation of Highly Energetic Protons by Helium Branch Electromagnetic Ion Cvclotron Trieeered Emissions2012

    • Author(s)
      Shoji, M., and Y. Omura
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research, Space Physics

      Volume: 117 Issue: A12

    • DOI

      10.1029/2012ja017933

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Triggering Process of Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions in the Inner Magnetosphere.2013

    • Author(s)
      小路真史, 大村善治
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall meeting
    • Place of Presentation
      サンフラシシスコ, 米国
    • Year and Date
      2013-12-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Simulation of electromagnetic ion cyclotron triggered emissions : contribution to ERG mission2013

    • Author(s)
      小路真史, 大村善治
    • Organizer
      ISAS Workshop : Maametosoheric Plasmas 2013
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-11-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Generation of broadband EMIC emissions through nonlinear processes in the inner magnetosphere2013

    • Author(s)
      小路真史, 大村善治
    • Organizer
      SGEPSS 秋季大会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2013-11-01
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Triggering Process of Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions in the Inner Magnetosphere2013

    • Author(s)
      小路 真史, 大村 善治
    • Organizer
      JpGU International Symposium
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2013-05-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions Driven by Anisotropic Protons Iniected into the Inner Magnetogphere2012

    • Author(s)
      Shoji, M., and Y. Omura
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall meeting
    • Place of Presentation
      Sanfrancisco America
    • Year and Date
      2012-12-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Spontaneously Triggered EMIC Emissions Generated by Ion Temperature Anisotropy2012

    • Author(s)
      小路真史, 大村善治
    • Organizer
      地球電磁気地球惑星圏学会総会および講演会
    • Place of Presentation
      日本、北海道
    • Year and Date
      2012-10-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-Dimensional Nonlinear Mirror-mode Structures in the Earth's Magnetosheath2012

    • Author(s)
      Shoji, M., Y. Omura, and L. C. Lee
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Singapore(招待講演)
    • Year and Date
      2012-08-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Precipitation of Highly Energetic Protons by Helium Branch EMIC Triggered Emissions2012

    • Author(s)
      小路真史, 大村善治
    • Organizer
      JpGU International Symposium
    • Place of Presentation
      日本、千葉
    • Year and Date
      2012-05-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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