| Project/Area Number |
19K03942
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
垰 千尋 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (80552562)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三好 勉信 九州大学, 理学研究院, 教授 (20243884)
藤原 均 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50298741)
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| Project Period (FY) |
2019-03-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | GAIA / 熱圏 / 電離圏 / 数値モデル / 宇宙天気 |
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| Outline of Research at the Start |
超高層大気領域は、下層大気と上空の磁気圏の両方からエネルギーが流入することに加え、電離-中性大気の相互作用を含む多領域間結合の結果として、複雑な変動が生み出される。電離大気(電離圏)擾乱の理解と予測は、通信・測位や衛星運用における実用面でも欠かせない重要な宇宙天気情報である。大気圏・電離圏モデルGAIAは、下層大気からの擾乱伝搬の効果を含むが、上空の磁気圏に起因する変動が組み込まれていない。本研究は、磁気圏変動を含むものにGAIAを拡張し、電離圏擾乱の規模を表す新基準指標を用いて定量的に解析することで、電離圏擾乱の発生と伝搬の特徴を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
電離圏電子密度増大の観測再現性の評価によって明らかになったモデル課題を克服するために、下記のモデル改良を行った：(i)経験モデル等に基づく極域ポテンシャルのモデル入力における中性ダイナモ効果の考慮、(ii)これまで固定していたオーロラ降込み領域および降込み粒子エネルギーについて、磁気圏活動度に応じた変化を経験モデルに基づいて含められよう修正、および、(iii)3時間ごとのKp指数よりも詳細な時間変化を含めることができるHp30指数の導入と利用のための整備、を行った。極域高速風やオーロラ領域の電子密度が高めであったモデル課題について、改善が確認された。
電子密度最大値(foF2)と高度積算値(TEC)の変化は、磁気嵐の規模が大きい場合には異なる振る舞いをすることが指摘されている。2001年11月6日の大規模磁気嵐イベントに着目し、改良したモデルを用いてシミュレーションを行った。その結果、観測と類似したTEC増大・ピーク高度増大・foF2減少の変化の再現が確認された。電場の中低緯度への侵入が生じ、電離圏が高く上昇して電子密度が減少する反面、低高度の電子密度増大により電子密度積算値は増大した。すなわち、電子密度の高度分布の変化がfoF2とTECの異なる振る舞いに影響していた。他方、この特徴は、場所によって局所的に大きく変わることも新たに明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述した改良を行うことで、大規模磁気嵐イベント時の大気・電離圏応答の計算を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の改良したモデルGAIAを用いて、直近の太陽活動期を含めてシミュレーションを行い、電離圏嵐指標を用いた評価を再度行う。成果を取りまとめ、国際学会等にて成果発表を行う。
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