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地球磁気圏における低周波波動と粒子の非線形相互作用について:複数衛星を用いた研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J01637
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

中村 紗都子  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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)
キーワードプラズマ波動 / EMIC波 / 地球磁気圏 / 内部磁気圏 / 波動粒子相互作用 / THEMIS衛星 / Van Allen Probe
研究実績の概要

①THEMIS衛星のデータを用いて、EMICトリガード放射内部にサブパケットという周波数・振幅変動の微細構造を持つものがあることを発見した。各ステップがプラズマ波動方程式から導かれる振幅と周波数の非線形時間発展の関係式(EMICコーラス方程式)とよく一致すること、またその開始条件と飽和条件がプロトンのサイクロトロン共鳴の非線形発展によって説明できることを示した。
②THEMIS衛星の2011-2014の4年間のデータを用いて、EMIC Rising tone, Falling tone に関する統計解析を行った。Rising-tone, Falling-toneは主に昼側磁気圏(R>5)で検出され、50%のEMICに周波数変動が含まれることがわかった。Rising-toneの発生頻度分布にはdawn-dusk非対称性があり、AE指数・太陽風動圧・IMFの南北成分に依存して分布が大きく変動することがわかった。また、振幅と周波数変動の大きさには正相関があり、大振幅のEMICはRising-toneからなっている可能性が高いことを示した。これらの結果を非線形成長理論によって考察を行い、昼夜非対称性・dawn-dusk非対称性・サブパケットの有無に関して非線形成長メカニズムを用いて説明できることを示した。
③Van Allen Probes衛星の磁場・粒子データを用いて、EMICトリガード放射の発生に合わせてMeV帯電子のフラックスがおよそ30%減少していることを明らかにした。またフラックスの減少が見られる電子のエネルギー帯とEMICトリガード放射の周波数帯に関係があることも示し、この関係は相対論的サイクロトロン共鳴エネルギーとよい一致を見せることを確かめた。以上の結果は国内学会で発表し優秀発表賞を受賞した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Sub-packet structures in EMIC triggered emissions observed by the THEMIS probes2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, S., Y. Omura, M. Shoji, M. Nose, D. Summers, and V. Angelopoulos
    • 雑誌名

      Journal of Geopysical Research, Space Physics

      巻: 120 号: 9 ページ: 7318-7330

    • DOI

      10.1002/2014ja020764

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlinear wave growth theory of coherent hiss emissions in the plasmasphere2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Omura, S. Nakamura, C. A. Kletzing, D. Summers, and M. Hikishima
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 120 号: 9 ページ: 7642-7657

    • DOI

      10.1002/2015ja021520

    • NAID

      120005689196

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions observed by THEMIS probes outside the plasmapause2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, S., Y. Omura, S. Machida. M. Shoji, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 119 号: 3 ページ: 1874-1886

    • DOI

      10.1002/2013ja019146

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fine structure of plasmaspheric hiss,2014

    • 著者名/発表者名
      Summers, D., Y. Omura, S. Nakamura, and C. A. Kletzing
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 119 号: 11 ページ: 9134-9149

    • DOI

      10.1002/2014ja020437

    • 関連する報告書
      2014 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] A statistical study of EMIC rising and falling tone emissions observed by THEMIS, Oral2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Satoko
    • 学会等名
      Geospace Plasma Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sub-packet structures in the EMIC triggered emission observed by the THEMIS probes2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Satoko
    • 学会等名
      Geospace Plasma Seminar
    • 発表場所
      東北大
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] THEMIS observations of EMIC triggered emissions in dayside magnetosphere outside the plasmapause2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Satoko
    • 学会等名
      第137回 地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sub-packet structures in EMIC triggered emissions observed by the THEMIS probes2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura. S, Y. Omura, M. Shoji, D. Summers, M. Nose
    • 学会等名
      American Geophysical Union(AGU) Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sub-packet structures in EMIC triggered emissions observed by the THEMIS probes2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura. S, Y. Omura, M. Shoji, D. Summers, M. Nose
    • 学会等名
      12th International Conference on Substorms (ICS-12)
    • 発表場所
      伊勢
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between relativistic electron flux and EMIC rising-tone emissions observedby the Van Allen Probes2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura. S, Y. Omura, Craig A. Kletzing
    • 学会等名
      第136回 地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州
    • 年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sub-packet structures in the EMIC triggered emission observed by the THEMIS prorobes2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura. S, Y. Omura, M. Shoji, D. Summers, M. Nose
    • 学会等名
      AGU Chapman Conference on Low-Frequency Waves in Space Plasmas
    • 発表場所
      Jeju
    • 年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Sub-packet structures in EMIC triggered emissions observed by the THEMIS probes2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakamura, Y. Omura, M. Shoji, D. Summers,M. Nose, V. Angelopoulos
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2014 (AOGS 2014)
    • 発表場所
      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] THEMIS衛星で観測されたEMICトリガード放射におけるサブパケット構造2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura. S, Y. Omura, M. Shoji, D. Summers, M. Nose
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2014年大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-04-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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