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高速微細オーロラの時間空間分布に基づくオーロラダイナミクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J07466
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
研究機関東京大学

研究代表者

福田 陽子  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードオーロラ / 磁気圏電離圏結合 / 波動粒子相互作用 / 地上高速撮像 / フリッカリングオーロラ / 高速撮像
研究実績の概要

北米アラスカ・ポーカーフラット試験場において、50フレーム/秒で取得したデータを用いて、フリッカリングオーロラの出現特性を統計的に調べた。その結果、背景が明るいオーロラと広い空間スケールを持つ加速領域がフリッカリングオーロラを発生させる有利な条件であることを示した。また、フリッカリングオーロラの振動数は、背景オーロラの強度やサブストームの相とは相関が弱く、振動数の幅もサブストームの相によらずほぼ一定で狭いことが分かった。この結果はフリッカリングオーロラの発生領域がオーロラ加速領域のキャビティ―など、低高度加速領域に制限されていることを示唆する。また、フリッカリングオーロラの振幅が背景のオーロラ強度と共に減少することを初めて観測的に示した。これは、エネルギーの高い電子ほど波の相互作用を受けにくいというシミュレーション結果と定性的に一致すると解釈できる。
さらに、フリッカリングオーロラの形成メカニズムの可能性として酸素イオン電磁イオンサイクロトロン(EMIC)波だけではなく、マルチイオン(酸素イオン、ヘリウムイオン、プロトン)EMIC波を検証するために、160フレーム/秒の高速撮像を行ったところ、プロトンEMIC波によって形成された可能性のある50-60 Hz、~80 Hzの高速フリッカリングオーロラを初めて発見した。高速フリッカリングは従来から報告されている典型的な~10 Hzのフリッカリングオーロラの低緯度側に出現し、パッチスケールは典型的なフリッカリングオーロラよりも小さいことが分かった。また、このような高速フリッカリングは0.1秒スケールで突発的に出現しており、衛星観測やロケット観測では検出しづらいイベントであることが分かる。これらの結果は、フリッカリングオーロラがマルチイオンEMIC波で形成された可能性を示す初めての証拠であると言える。

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

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Southampton(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Alaska Fairbanks(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasi-periodic rapid motion of pulsating auroras2016

    • 著者名/発表者名
      Yoko Fukuda, Ryuho Kataoka, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Takanori Nishiyama, Kazuo Shiokawa, Yusuke Ebihara, Donald Hampton, Naomoto Iwagami
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1016/j.polar.2016.03.005

    • 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
  • [学会発表] Occurrence property of flickering aurora2016

    • 著者名/発表者名
      Yoko Fukuda, Ryuho Kataoka, Herbert Akihito Uchida, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Kazuo Shiokawa, Yusuke Ebihara, Donald Hampton, Naomoto Iwagami, and Kanako Seki
    • 学会等名
      第7回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Occurrence property of flickering aurora2016

    • 著者名/発表者名
      Yoko Fukuda, Ryuho Kataoka, Herbert Akihito Uchida, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Kazuo Shiokawa, Yusuke Ebihara, Donald Hampton, Naomoto Iwagami, and Kanako Seki
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第140回総会及び講演会(2016年秋学会)
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Generation mechanism and occurrence property of flickering aurora2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Fukuda, R. Kataoka, H. A. Uchida, Y. Miyoshi, Y. Katoh, K. Shiokawa, Y. Ebihara, D. Hampton, N. Iwagami, K. Seki
    • 学会等名
      43rd Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
    • 発表場所
      ウィンチェスター大学(イギリス・ハンプシャー州)
    • 年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フリッカリングオーロラの微細構造2016

    • 著者名/発表者名
      福田陽子, 片岡龍峰, 三好由純, 内田ヘルベルト陽仁, 加藤雄人, 西山尚典, 塩川和夫, 海老原祐輔, Donald Hampton, 岩上直幹, 関華奈子
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fast flickering aurora within traveling current vortices2015

    • 著者名/発表者名
      Yoko Fukuda, Ryuho Kataoka, Yoshizumi Miyoshi, Haruhito Yamada, Kazuo Shiokawa, Yusuke Ebihara, Donald Hampton, Naomoto Iwagami
    • 学会等名
      第6回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 伝搬渦電流の内部に見られる高速フリッカリングオーロラ2015

    • 著者名/発表者名
      福田陽子,片岡龍峰,三好由純,山田晴仁,塩川和夫,海老原祐輔,Hampton Donald,岩上直幹
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第138回総会及び講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習に基づく自動判定を応用したオーロラ高速撮像システム2015

    • 著者名/発表者名
      福田陽子,片岡龍峰,田中正行,山下淳,三好由純,塩川和夫,海老原祐輔,Donald Hampton,西村耕司,鈴木理紗,岩上直幹
    • 学会等名
      第21回画像センシングシンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜アネックスホール(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 脈動オーロラの準周期的空間変調2015

    • 著者名/発表者名
      福田陽子,片岡龍峰,三好由純,加藤雄人,西山尚典,塩川和夫,海老原祐輔,Donald Hampton,岩上直幹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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