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3次元磁気流体シミュレーションを用いた太陽観測データ駆動型宇宙天気モデリング

研究課題

研究課題/領域番号 09J01095
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関名古屋大学 (2010)
京都大学 (2009)

研究代表者

松本 琢磨  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードコロナ加熱 / 太陽風加速 / 宇宙天気 / 宇宙天気予報
研究概要

まず、ひので衛星の高解像度かつ安定な対流画像を用いて、対流運動のパターンを追跡することで、水平速度場を求め、世界で初めて、対流運動の水平速度場スペクトルの統計解析を行った。その結果、水平速度場の全パワーを定量的に評価でき、さらにどの振動数・波数帯にパワーが集中しているか、までもが判明した。これにより、対流で発生するアルフベン波のエネルギーを計算することが可能である。今後この結果をもとにして、コロナ加熱・太陽風加速問題が大きく進展していくことが期待される。
次にアルフベン波散逸の多次元効果を調べるため、光球表面から、太陽風加速領域までを同時に計算可能であるようなロバストな数値計算コードの開発を行った。数値計算スキームにはHLLD法と呼ばれる、分解能が高い割に計算コストが少なく数値的に安定な解法と、磁場のソレノイダル条件を保証してくれるflux-CT法を組み合わせたものを用いた。衝撃波管などの典型的な問題や線形波動伝播による精度評価などを実施し、現在では実際に光球から太陽風加速領域までの領域を含めた大規模な計算が行えるようになった。その結果、2次元計算において初めて、コロナ加熱と太陽風加速の両者を同時に説明可能なモデルを構築できた。現在はその計算結果を解析し、論文化の作業を行っている。
以上の研究によるコロナ加熱・太陽風機構の知識から、宇宙天気モデリングに必要な基礎物理に対する理解が深まった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Temporal power spectra of the horizontal velocity of the solar atmosphere2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, T, Kitai, R
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letter

      巻: 716 ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear propagation of Alfven waves driven by observed photospheric motions : Application to the coronal heating and spicule formation2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, T, Shibata, K
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 716 ページ: 1857-1867

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Propagation of Alfven Waves Driven by Observed Photospheric Motions : Application to the Coronal Heating and Spicule Fromation2010

    • 著者名/発表者名
      松本琢磨・柴田一成
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 710

      ページ: 1857-1867

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nonlinear propagation of Alfven waves driven by observed photospheric motions : Application to the coronal heating and spicule formation2010

    • 著者名/発表者名
      松本琢磨
    • 学会等名
      COSPAR
    • 発表場所
      ドイツ、ブレーメン
    • 年月日
      2010-07-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 太陽の対流によって駆動されたアルフベン波の非線形散逸:スピキュール形成およびコロナ加熱への応用について2010

    • 著者名/発表者名
      松本琢磨
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear Propagation of Alfven Waves Driven by Observed Photospheric Motions : Application to the Coronal Heating and Spicule Fromation2009

    • 著者名/発表者名
      松本琢磨
    • 学会等名
      ひので3rd
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-12-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 粒状班で駆動されたアルフベン波によるスピキュール形成およびコロナ加熱2009

    • 著者名/発表者名
      松本琢磨
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      2009-09-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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