International joint research of geospace variability by combining multi-point ground and satellite observations and modeling

• Project/Area Number: 22K21345
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research )
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 塩川 和夫 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80226092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三好 由純 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10377781) ; 小川 泰信 国立極地研究所, 先端的レーダー研究推進センター, 教授 (00362210) ; 横山 竜宏 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (30397525) ; 吉川 顕正 九州大学, 国際宇宙惑星環境研究センター, 教授 (70284479)
• Project Period (FY): 2022-12-20 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥689,000,000 (Direct Cost: ¥530,000,000、Indirect Cost: ¥159,000,000); Fiscal Year 2028: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2027: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2026: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2025: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2024: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2023: ¥106,600,000 (Direct Cost: ¥82,000,000、Indirect Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2022: ¥49,400,000 (Direct Cost: ¥38,000,000、Indirect Cost: ¥11,400,000)
• Keywords: ジオスペース / 宇宙天気予報 / オーロラ / プラズマバブル / 電離圏 / 宇宙科学 / 地球科学 / 地上観測ネットワーク

Outline of Research at the Start

地球のまわりの宇宙空間（ジオスペース）は、太陽から常に吹き付けている太陽風や下層大気から伝わってくる大気波動によって、常に大きく変動している。本研究では、日本が保有する国際地上多点ネットワーク観測網と欧米の最新の科学衛星による観測・グローバルなモデリングを組み合わせ、ジオスペース変動研究とその予測のさらなる国際化・高度化をはかり、安全・安心な宇宙利用に貢献する。また、若手研究者や大学院生を本研究に参加させることにより、地上観測・衛星観測・モデリングを組み合わせた研究を通して将来のジオスペース研究開発の中核を担う研究者・技術者を育成し、この分野の国際共同研究の中長期的な発展につなげていく。

Outline of Annual Research Achievements

・本事業の参画機関が保有・参加するグローバルで総合的な国際地上観測ネットワークによるジオスペース・地球大気の観測を維持・継続し、国際共同研究のための観測データを取得した。この観測との比較のために、海外共同研究者であるドイツのStolle教授、米国のKistler教授・Lu博士らと打合せを行い、彼らが開発・運用する欧米の人工衛星やモデリング、日本のあらせ衛星等と組み合わせた国際共同研究を立ち上げつつある。これらを通して、地球大気の変動がジオスペースにどのように影響を及ぼすか、ジオスペースの変動が地球大気にどのように影響を及ぼすか、という２つの大きな学術的問いに迫っていく。
・多種多様な地上・衛星観測データやモデリングデータを統一して比較するために、各種データのデータベースを構築するとともに、それらを統合的に解析することを可能にする統合解析ツールの開発を、IUGONETや名古屋大学の統合データサイエンスセンターと連携して行った。これらのデータベースやツールは、国内外の研究者に広く公開され、より広範な国際共同研究の推進に貢献していく。
・本研究の人材育成として、若手研究者・大学院生を本研究に参加させる。次年度から研究アシスタントとして雇用する博士後期学生の選考を行った。今後、これらの若手研究者や大学院生を海外Co-Iや海外研究協力者の研究機関に滞在させることで、地上のみならず衛星観測とモデリングという異なる視点から研究課題にアプローチできる広い視野を持って自立した研究者を育成していく。国際組織SCOSTEP等と連携し、5月にイタリアのトリエステで開催する国際スクールの参加者募集と講師の選定を行った。SCOSTEPと連携して、海外機関に所属している大学院生を令和5年度日本に招聘するための選考を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要に記したように、令和4年12月に本事業が採択されてから、本事業の参画機関が保有・参加するグローバルで総合的な国際地上観測ネットワークによるジオスペース・地球大気の観測を維持・継続し、国際共同研究のための観測データを取得した。この観測との比較のために、海外共同研究者であるドイツのStolle教授、米国のKistler教授・Lu博士らと打合せを行い、彼らが開発・運用する欧米の人工衛星やモデリング、日本のあらせ衛星等と組み合わせた国際共同研究を立ち上げつつある。また、これらの多種多様な地上・衛星観測データやモデリングデータを統一して比較するために、各種データのデータベースを構築するとともに、それらを統合的に解析することを可能にする統合解析ツールの開発を、IUGONETや名古屋大学の統合データサイエンスセンターと連携して行っている。また、本研究の人材育成として、若手研究者・大学院生を本研究に参加させるために、次年度から研究アシスタントとして雇用する博士後期学生の選考を行った。さらに、国際組織SCOSTEP等と連携し、5月にイタリアのトリエステで開催する国際スクールの参加者募集と講師の選定を行った。また、SCOSTEPと連携して、海外機関に所属している大学院生を令和5年度日本に招聘するための選考を行った。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

令和５年度以降は、以下の推進方策で本研究を進める。
・本事業の参画機関が保有・参加するグローバルで総合的な国際地上観測ネットワークによるジオスペース・地球大気の観測を維持・継続し、太陽活動極大期に向かって活発化しつつあるジオスペース変動について、国際共同研究のための新しい観測データを取得する。この観測との比較のために、海外共同研究者であるドイツのStolle教授、米国のKistler教授・Lu博士らと緊密に連携し、彼らが開発・運用する欧米の人工衛星やモデリング、日本のあらせ衛星等と組み合わせた国際共同研究を推進する。これらを通して、地球大気の変動がジオスペースにどのように影響を及ぼすか、ジオスペースの変動が地球大気にどのように影響を及ぼすか、という２つの大きな学術的問いに迫っていく。
・多種多様な地上・衛星観測データやモデリングデータを統一して比較するために、引き続き、各種データのデータベースを構築するとともに、それらを統合的に解析することを可能にする統合解析ツールの開発を、IUGONETや名古屋大学の統合データサイエンスセンターと連携して行う。これらのデータベースやツールは、国内外の研究者に広く公開し、より広範な国際共同研究の推進に貢献していく。
・本研究の人材育成として、若手研究者・大学院生を本研究に参加させる。このため、研究アシスタントとして雇用する博士後期学生やポスドク研究員の選考を行った。今後、これらの若手研究者や大学院生を海外Co-Iや海外研究協力者の研究機関に滞在させ、地上のみならず衛星観測とモデリングという異なる視点から研究課題にアプローチできる広い視野を持って自立した研究者を育成していく。国際組織SCOSTEP等と連携し、スペインやナイジェリアなどで国際スクールを開催する。また、SCOSTEPと連携して、海外機関に所属している大学院生を日本に招聘する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ニューハンプシャー大学/High-Altitude Observatory, NCAR/APL, Johns Hopkins University(米国)
• [Int'l Joint Research] ライプニッツ大気物理学研究所/University of Potsdam(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Physical Research Laboratory/Indian Institute of Geomagnetism/Vikram Sarabhai Space Centre(インド)
• [Int'l Joint Research] The Arctic University of Norway/EISCAT科学協会(ノルウェー)
• [Int'l Joint Research] National Research and Innovation Agency(インドネシア)
• [Int'l Joint Research]
• [Presentation] 連携地上観測のまとめと展望・新たに開始したPBASEプログラムとの連携 (2023)
  • Author(s): 塩川和夫
  • Organizer: 第18回 ERGサイエンス会議
• [Presentation] Possibility of collaborations between GDC and Japanese ground-based network observations (2023)
  • Author(s): Otsuka, Y., Y. Ogawa, K. Shiokawa, Y. Miyoshi
  • Organizer: Symposium on the Future of Heliospheric Science: From Geotail and Beyond
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] PBASEプログラム
  • URL: https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/dimr/PBASE/