太陽爆発現象の防災と減災：地上望遠鏡による爆発予測方法の確立を目指して

• Project/Area Number: 18J23112
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Natural disaster / Disaster prevention science
• Research Institution: Kyoto University
• Research Fellow: 関 大吉 京都大学, 総合生存学館, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 太陽 / コロナ質量放出 / 太陽フィラメント / 機械学習 / 宇宙天気予測 / 地上望遠鏡 / 宇宙天気 / 人工衛星 / スーパーフレア / フィラメント / SDDI / フレア予測 / フィラメント噴出

Outline of Annual Research Achievements

社会的ニーズの大きい、コロナ質量放出（プラズマ塊の放出現象。社会的影響が大きく、その発生・到来予測が盛んに研究されている）の発生を、機械学習を用いて、非常に精度良く予測できるモデルを構築した。本年度中に、京都大学飛騨天文台SMART/SDDI望遠鏡の観測データを用い、太陽フィラメントの噴出時三次元速度と長さの積が、コロナ質量放出の発生有無に非常に良く関連することを、統計的に明らかにした。またLinear Support Vector Classification という機械学習の手法を用いて、フィラメント噴出から、コロナ質量放出を予測するモデルを構築した。本研究成果は、査読つき国際学術誌Earth, Planets and Space に掲載されたことから、当初の予定通り研究が進展したものと判断した。

また、期待以上の成果として、以下の二点があげられる。
1. 人工衛星データを用いた、太陽フィラメント噴出の予測に関する論文を執筆し、査読つき国際学術誌The Astrophysical Journal に投稿、現在査読中。
2. 太陽フィラメントの生成の様子を観測したデータを解析し、関連する物理量を導出した。現在、査読つき国際学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Society へ投稿準備中である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Cambridge/British Antarctic Survey(英国)
• [Journal Article] Relationship between three-dimensional velocity of filament eruptions and CME association (2021)
  • Author(s): Seki, Daikichi; Otsuji, Kenichi; Ishii, Takako T.; Asai, Ayumi; Ichimoto, Kiyoshi
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 73 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1186/s40623-021-01378-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SMART/SDDI Filament Disappearance Catalogue (2020)
  • Author(s): Seki Daikichi、Otsuji Kenichi、Ishii Takako T.、Hirose Kumi、Iju Tomoya、UeNo Satoru、Cabezas Denis、Asai Ayumi、Isobe Hiroaki、Ichimoto Kiyoshi、Shibata Kazunari
  • Journal Title: Sun and Geosphere Volume: 14 Pages: 95-103
  • DOI: 10.31401/sungeo.2019.02.01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Small-scale motions in the solar filaments as the precursors of the eruptions (2019)
  • Author(s): Seki, D., Otsuji, K., Isobe, H., Ishii, T. T., Ichimoto, K., Shibata, K.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 印刷中 Pages: 56-56
  • DOI: 10.1093/pasj/psz031
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Space Weather Prediction from the Ground: Case of CHAIN (2018)
  • Author(s): SEKI Daikichi、UeNo Satoru、Isobe Hiroaki、Otsuji Kenichi、Cabezas Denis P.、Ichimoto Kiyoshi、Shibata Kazunari、team and CHAIN
  • Journal Title: Sun and Geosphere Volume: 13 Pages: 157-161
  • DOI: 10.31401/sungeo.2018.02.06
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] フィラメント噴出の三次元速度とコロナ質量 放出との関係について (2021)
  • Author(s): 関大吉, 大辻賢一, 石井貴子, 浅井歩, 一本潔
  • Organizer: 日本天文学会2021年春季年会
• [Presentation] 建物の高さの代理変数としての夜間光データの提案 (2021)
  • Author(s): Kazawa, G., Seki, D., Iwasaki, F., Souknilanh, K., Yamashiki, Y. A.
  • Organizer: JpGU 2021
• [Presentation] Relationship between three-dimensional velocity of filament eruptions and CME association (2021)
  • Author(s): Seki, D., Otsuji, K., Ishii, T. T., Asai, A., Ichimoto, K.
  • Organizer: JpGU 2021
• [Presentation] Space Weather Prediction by SMART/SDDI (2020)
  • Author(s): 関大吉
  • Organizer: 2020年度太陽研連・太陽スペース研究シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Observation of Filament Eruptions for Nowcasting Geo-effective CMEs (2020)
  • Author(s): *Otsuji, K., Ishii, T. T., Seki, D., Kimura, N., Ichimoto, K.
  • Organizer: The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Observations with Solar Dynamics Doppler Imager (SDDI) on SMART at Hida Obs., Kyoto-U. (2020)
  • Author(s): *Ishii, T. T., Otsuji, K., Seki, D., Ichimoto, K.
  • Organizer: The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 飛騨天文台SMART/SDDIを用いた太陽フィラメント噴出の3次元軌跡とCMEとの関連における研究 (2019)
  • Author(s): *大辻賢一, 関大吉, Denis P. Cabezas, 木村なみ, 石井貴子, 浅井歩, 一本潔
  • Organizer: 日本天文学会2019年秋季年会
• [Presentation] The Probability of Satellite Anomalies by a Disastrous Solar Flare (2019)
  • Author(s): Seki, D.,
  • Organizer: JpGU 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スーパーフレア時における人工衛星被害推定 (2019)
  • Author(s): 関大吉, *磯部洋明, 寳馨
  • Organizer: 日本天文学会2019年秋季年会
• [Presentation] Fast filament eruption on 2017 April 23 detected by the Solar Dynamics Doppler Imager (SDDI) (2019)
  • Author(s): *Cabezas, D. P., Ichimoto, K., Asai, A., Otsuji, K., Ishii, T. T., UeNo, S., Seki, D., Shibata, K.
  • Organizer: Hinode-13/IPELS 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Improvement of instruments and capacity-building activities under the CHAIN-project (2019)
  • Author(s): UeNo, S., Shibata, K., Ichimoto, K., Asai, A., Nagata, S., Kimura, G., Nakatani, Y., Otsuji, K., Ishii, T. T., *Seki, D., Cabezas, D. P., Ishitsuka, J. H., Ibrahim, A. A.
  • Organizer: International Space Weather Initiative Workshop 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Small-scale Motions in Solar Filaments as the Precursors of Eruptions (2019)
  • Author(s): *Seki, D., Otsuji, K., Isobe, H., Ishii, T. T., Ichimoto, K., Shibata, K.
  • Organizer: International Space Weather Initiative Workshop 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical Analysis on the Satellite Anomalies and its Implication in the case of a Disastrous Solar Flare (2019)
  • Author(s): *Seki, D., Isobe, H., Takara, K.
  • Organizer: 16th European Space Weather Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Statistical Analysis on the Satellite Anomalies and its Implication in the case of a Disastrous Solar Flare (2019)
  • Author(s): *Seki, D., Isobe, H., Takara, K.
  • Organizer: University College London Institute for Risk and Disaster Reduction the 9th Annual Conference, 15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 深層学習による画像認識を用いた太陽フレア予報システムの開発 (2018)
  • Author(s): Kihara, K., Seki, D., Nemoto, S., Asai, A., Shibata, K.
  • Organizer: Astronomical Society of Japan 2018 Autumn Annual Meeting
• [Presentation] Increasing Small-scale Motions of the Filaments as the Precursors of their Eruptions (2018)
  • Author(s): Seki, D., Otsuji, K., Isobe, H., Ishii, T. T., Ichimoto, K., Shibata, K.
  • Organizer: JpGU 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 深層学習を用いたコロナ質量放出到来時間予測 (2018)
  • Author(s): Seki, D., Kihara, K., Asai, A., Shibata, K., Nemoto, S., Isobe, H.
  • Organizer: Astronomical Society of Japan 2018 Autumn Annual Meeting
• [Presentation] Increasing Small-scale Motions of the Filaments as the Precursors of their Eruptions (2018)
  • Author(s): Seki, D., Otsuji, K., Isobe, H., Ishii, T. T., Ichimoto, K., Shibata, K.
  • Organizer: 3rd PSTEP International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Book] 実践する総合生存学 (2021)
  • Author(s): 池田 裕一、京都大学総合生存学研究会
  • Total Pages: 506
  • Publisher: 京都大学学術出版会
  • ISBN: 9784814002962
• [Remarks] 地球観測衛星データカタログ
  • URL: http://www.gsais.kyoto-u.ac.jp/st/eo-catalogue/
• [Remarks] 関大吉, Daikichi SEKI
  • URL: http://www.gsais.kyoto-u.ac.jp/st/dseki/index.html
• [Remarks] SMART/SDDI Filament Disappearance Catalogue
  • URL: https://www.kwasan.kyoto-u.ac.jp/~seki/sddi-catalogue/