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高性能コンピューティング技法を用いた磁気圏サブストームのシミュレーション研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J00655
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 超高層物理学
研究機関京都大学

研究代表者

内野 宏俊  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード非対称磁気リコネクション / プラズマ波動 / 粒子シミュレーション / サブストーム / テアリング不安定性 / 磁気リコネクション / 特徴的イオン速度分布の生成 / 磁気圏高エネルギーイオンの生成
研究実績の概要

並列化された粒子シミュレーションコードを用いて、昼側非対称磁気リコネクションを再現することに成功した。その結果、磁気シース側の太陽風起源の電子がリコネクション領域を通過し、電流層の磁気圏側境界に、電子が高速となる薄い境界層を形成することがわかった。この層に存在する電子は、リコネクション領域によって加速を受けた電子である。また、この電子速度が大きい境界層は、磁気圏界面において最も地球側の、宇宙空間に開放された磁力線を示すものである。
さらに、THEMIS衛星のデータを用いて、昼側リコネクション発生時にそのような薄い電子層が実際に存在しているイベントを複数発見した。そのうち、その薄い境界層内で異なる波動を示す2例のイベントを詳細に解析した。それにより、1例目のイベントの波動は、リコネクション領域に向かうホイッスラーモード波動であり、2例目のイベントの波動は、イオン音波である可能性が非常に高いことがわかった。また、各波動が観測された時間帯の2つのイベント時の電子の速度分布関数の特徴はそれぞれ異なっており、それら異なる速度分布が、波動を励起する条件を満たしていることを、解析的計算から導いた。磁気リコネクションの構造に関する解析から、観測された2例のイベントにおける電子の速度分布関数の違いは、2例のイベントの太陽風条件が大きく異なり、特に2例目において磁気リコネクションが非常に長く生じていたためであることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Waves in the innermost open boundary layer formed by dayside magnetopause reconnection2017

    • 著者名/発表者名
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida, V. Angelopoulos
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 3291-3307

    • DOI

      10.1002/2016ja023300

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Full-particle simulations of instabilities in a thin current sheet of the magnetospheric system prior to substorm onset2015

    • 著者名/発表者名
      H. Uchino and S. Machida
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 67 号: 1 ページ: 165-165

    • DOI

      10.1186/s40623-015-0335-7

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 昼側磁気圏界面リコネクションの最地球側開放境界層におけるプラズマ波動2016

    • 著者名/発表者名
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida, V. Angelopoulos
    • 学会等名
      内野宏俊、栗田怜、原田裕己、町田忍、V.Angelopoulos
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Excitation of whistler-mode waves in the electron scale open boundary layer generated by the dayside magnetopause reconnection2016

    • 著者名/発表者名
      H. Uchino, S. Kurita, Y. Harada, S. Machida
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-energy ions produced by two approaching flow fronts in the magnetotail2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Uchino, Akimasa Ieda, Shinobu Machida, and Shinsuke Imada
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco・Moscone center
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速電子フローを伴う磁気圏昼側リコネクションイベントの解析と粒子シミュレーションの比較研究2015

    • 著者名/発表者名
      内野宏俊、町田忍
    • 学会等名
      第138回SGEPSS総会及び講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ion accelerations due to two approaching flow fronts: Application to high-energy ions production in the magnetotail2015

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Uchino, Akimasa Ieda, Shinobu Machida, and Shinsuke Imada
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      千葉市・幕張メッセ
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time development of the Dipolarization Front and its interactions with dipole region obtained by 2-1/2 dimensional full-particle simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Uchino, Shinobu Machida
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Substorm
    • 発表場所
      志摩市・伊勢志摩ロイヤルホテル
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dipolarization Frontの時間発展及びダイポール領域との相互作用に関するシミュレーション研究2014

    • 著者名/発表者名
      内野宏俊、町田忍
    • 学会等名
      第136回SGEPSS総会及び講演会
    • 発表場所
      松本市・キッセイ文化ホール
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dipolarization Frontに関する粒子シミュレーション研究2014

    • 著者名/発表者名
      内野宏俊、町田忍
    • 学会等名
      サブストーム研究会
    • 発表場所
      名古屋市・名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Full Particle Simulations on Ion Tearing Instability in Magnetospheric System2014

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Uchino, Shinobu Machida
    • 学会等名
      AOGS 11th Annual Meeting
    • 発表場所
      札幌市・ロイトン札幌
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2-1/2次元粒子シミュレーションで得られたDipolarization Frontの時間発展及びダイポール領域との相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      内野宏俊、町田忍
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      横浜市・パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 2015年10月8日 内野他の論文がEarth, Planets and Spaceに掲載

    • URL

      http://www-step.kugi.kyoto-u.ac.jp/topics/2015/000140.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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