| Project/Area Number |
20H01961
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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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 | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Yoshikawa Akimasa 九州大学, 国際宇宙惑星環境研究センター, 教授 (70284479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Ohtani Shinichi 九州大学, 国際宇宙惑星環境研究センター, 客員教授 (20778641)
中溝 葵 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 (90437757)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 磁気圏電離圏結合 / 電離圏分極効果 / 電離圏能動的効果 / 電離圏の能動的役割 / 太陽風－磁気圏－電離圏結合シミュレータ / Hall分極効果 / 磁気圏ダイナミクス / 電離圏能動プロセス / 能動的電離圏 / オーロラダイナミクス / 強磁場弱電離気体系 |
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| Outline of Research at the Start |
地球電離圏はその強磁場弱電離気体系としての特有のダイナミクスを有し、磁気圏ダイナミクスに大きく影響を及ぼす能動的役割を持つ」と提案、この新概念を実証するために、
(A) 数値実験による電離圏対流変調効果など、 MI結合の結果電離圏に発現する現象の磁気圏構造/ダイナミクスへの影響の抽出
(B) データ解析によるオーロラ間近接相互作用をもたらす電離圏独自の局所ダイナミクスの解明を目的とした研究を遂行し、MI系ダイナミクスの理解深化へ向け、旧来の固定観念を刷新、
(C)それらを包括的に記述する多圏間結合系プラズマ力学の一般化と結合理論の構築をつうじて、宇宙惑星科学の基盤となる学術の進展に貢献する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The ionosphere, which has traditionally been treated as a mirror image of magnetospheric phenomena, was thoroughly analyzed to elucidate how ionospheric dynamics actively influence magnetospheric dynamics in a coupled system. By implementing an algorithm that organizes the energy and momentum exchange through Alfven waves entering and exiting the ionosphere into a global solar wind-magnetosphere-ionosphere coupling simulator, it was revealed that the polarization processes in the ionosphere, particularly the Hall polarization fields arising in non-uniform regions of Hall conductivity, distort ionospheric convection. Consequently, the Hall polarization electric field generated in this process, along with the associated field-aligned currents emerging from the ionosphere, modifies magnetospheric dynamics.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
地球磁気圏電離圏結合システムは、宇宙天気をコントロールする最も重要な要素の1つである。この系において、従来電離圏は磁気圏の合わせ鏡として見做され、磁気圏ダイナミクスに対して能動的な役割を持つとは考えてこられなかった。これに対して本研究は、まずPBIと呼ばれるオーロラ増光現象は、電離圏から磁気圏に向けて湧き上がる自由エネルギーを利用して生じていることを観測的に確かめると同時に、計算機実験により、電離圏で生じた分極効果が磁気圏ダイナミクスに影響を与えていることなど明らかにした。以上の様に、本研究は、電離圏が磁気圏に対して動的効果を働きかけるということを明らかにしたという学術的にも重要な意義を持つ。
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