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クラス分けから探る脈動オーロラの発生機構

研究課題

研究課題/領域番号 15K05305
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 超高層物理学
研究機関国立極地研究所

研究代表者

佐藤 夏雄  国立極地研究所, その他部局等, 名誉教授 (50132709)

研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード脈動オーロラ / オーロラアーク / オメガバンドオーロラ / 地磁気脈動 / 磁気圏 / 電離圏 / 波動粒子相互作用 / 地上・衛星同時観測 / オーロラ脈動 / 全天カメラ / Pc5地磁気脈動 / 磁力線共鳴 / THEMIS地上観測網 / THEMIS衛星 / DMSP衛星 / オーロラ / オメガバンド / THEMIS / 極域 / 沿磁力線電場
研究成果の概要

オーロラの輝度や形状が数秒から数十秒で準周期的に変動する脈動オーロラに注目し、タイプに分けて精査する手法を用い、地上で観測されたオーロラと磁気圏を飛行する衛星との同時観測データを用いて研究を行った。
文字のオメガに似た形状のオメガバンドオーロラに関しては、発生から消滅までの形状や強度変動などのダイナミクスを明らかにするとともに、磁力線に沿った方向成分の直流電場と静電波動が脈動オーロラと同じ周期で変動をしている事を明らかにした。東西方向に延びたアーク状オーロラの長周期脈動の地上・衛星観測からは、磁気圏内の磁気共鳴により発生した磁場・電場波動が強制的にオーロラを起こしていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オーロラは太陽が源で地球との相互作用で起こっている事実は解ってきた。しかし、複雑な形状や周期性を示す脈動オーロラには謎が多い。オーロラが複雑な形状を示すのは、地上と衛星との同時観測により、磁気圏と電離圏との間の相互作用によって起こっていることも解ってきた。さらに本研究により、直流電場と静電波動が脈動オーロラの強度変化に直接関与していることを観測事実から初めて明らかにできた。この成果は、磁気圏に過剰に流入した高エネルギー電子が電離圏に降り注ぐ過程の研究や、磁気圏と電離圏の相互作用の研究など、太陽と地球の関係を理解するための鍵となる事象の研究に役立つ。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 10件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Conjugate observations of the evolution of polar cap arcs in both hemispheres2018

    • 著者名/発表者名
      Xing, Z., Zhang, Q., Han, D., Zhang, Y., Sato, N., Zhang, S., et al.,
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 123 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1002/2017ja024272

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphologies of omega band auroras2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. S. Yukimatu, Y. Tanaka, and T. Hori
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 69 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40623-017-0688-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Omega band pulsating auroras observed onboard THEMIS spacecraft and on the ground2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. Kadokura, Y. Tanaka, T. Nishiyama, T. Hori, and A. S. Yukimatu
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics_Space Physics

      巻: 120 号: 7 ページ: 5524-5544

    • DOI

      10.1002/2015ja021382

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 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] Interhemispheric symmetries and asymmetries of aurora from ground-based conjugate observations2015

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. Kadokura, T. Motoba, K. Hosokawa, G. Bjornsson and T. Saemundsson
    • 雑誌名

      Auroral Dynamics and Space Weather, Geophysical Monograph Series, AGU

      巻: 215 ページ: 145-161

    • DOI

      10.1002/9781118978719

    • ISBN
      9781118978702, 9781118978719
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 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] Electron flux and field-aligned current associated with Pc5 auroral arc pulsations observed onboard THEMIS and DMSP satellites2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. S. Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura, T. Sakura
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 (JpGU)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] History and progress of Japanese SuperDARN project2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., T. Ogawa, H. Yamagishi, A. S. Yukimatu, N. Nishitani, T. Kikuchi, K. Nozaki, K. Igarashi, T. Nagatsuma
    • 学会等名
      2019 SuperDARN Workhsop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Auroral arc and pulsating aurora associated with Pc5 field line resonances2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄
    • 学会等名
      脈動オーロラ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] History and progress of Japanese SuperDARN project2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., T. Ogawa, H. Yamagishi, A. S. Yukimatu, N. Nishitani, T. Kikuchi, K. Nozaki, K. Igarashi, T. Nagatsuma
    • 学会等名
      URSI-Japan Radio Science Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pc5磁力線共鳴に伴うオーロラアーク脈動と脈動オーロラの強度変調2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄,行松彰,田中良昌,堀智昭,門倉昭,櫻井亨
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会秋期学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Pc5 enhancement of auroral arc and modulation of diffuse/pulsating aurora2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. S. Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura, T. Sakurai
    • 学会等名
      The Tenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ground-space observations of Pc 5 poleward moving auroral arc (PMAA) pulsations and field-line resonance (FLR) oscillations in the post midnight sector2018

    • 著者名/発表者名
      Sato N., A. S Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura, T. Sakurai
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 (JpGU) 2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pc5 poleward moving auroral arc pulsations in the post midnight sector2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato
    • 学会等名
      AFoPS_Cusp Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pc5オーロラアーク脈動の地上・衛星同時観測2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄,行松彰,田中良昌,堀智昭,門倉昭、櫻井亨
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会2018年秋期総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristics of electron flux variations associated with Pc5 auroral arc pulsations observed onboard THEMIS and DMSP2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. S. Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura, T. Sakurai, D. Han, Y. Ma, Q. Zhang
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pc5 オーロラ脈動と磁力線共鳴2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄
    • 学会等名
      脈動オーロラ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 東西バンド極方向伝搬型長周期 (T~2-10 min) オーロラ脈動2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄
    • 学会等名
      脈動オーロラ研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学宇宙地球環境研究所、名古屋
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] East-west band poleward moving long period (T~2-10 min) auroral pulsations2017

    • 著者名/発表者名
      Sato N., A. S Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 (JpGU) 2016年大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous observations of drift velocity of omega band auroras and ionospheric flow velocity obtained by SuperDARN2017

    • 著者名/発表者名
      Sato. N., A. S Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, T. Nagatsuma,
    • 学会等名
      2017 SuperDARN Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オメガバンドオーロラのドリフト速度とSuperDARNで観測した電離圏流速との同時観測2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄、行松彰 、田中良昌、堀智昭、長妻努
    • 学会等名
      SuperDARN研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Pc 5オーロラアーク脈動の地上・衛星同時観測2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄,行松彰,田中良昌,堀智昭,門倉昭
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会秋期学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Pc 5 poleward moving auroral arc (PMAA) 脈動のパッチ状脈動オーロラへの重ね書き現象2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄,行松彰,田中良昌,堀智昭,門倉昭
    • 学会等名
      脈動オーロラ研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Electron flux characteristics observed by THEMIS spacecraft associated with Pc 5 auroral arc pulsations2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, N., A. S. Yukimatu, Y. Tanaka, T. Hori, A. Kadokura, T. Sakurai
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphology of Omega band aurora observed by THEMIS all-sky imagers2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato, Akira S Yukimatu, Yoshimasa Tanaka, Takanori Nishiyama, Tomoaki Hori
    • 学会等名
      American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Convention Center, San Francisco
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphological signature of Omega band auroras2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato, Akira S Yukimatu, Yoshimasa Tanaka, Takanori Nishiyama, Tomoaki Hori
    • 学会等名
      The Seventh Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      国立極地研究所、立川
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] オメガバンドオーロラの統計的特性2016

    • 著者名/発表者名
      国立極地研究所、立川
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会秋期学会
    • 発表場所
      九州大学、福岡
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] オメガバンドオーロラのダイナミクスと統計的特性2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄、田中良昌、堀智昭、行松彰
    • 学会等名
      第3回IUGONETシンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所、立川
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] オメガバンドオーロラ発生時のSuperDARN観測2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄
    • 学会等名
      極域・中緯度SuperDARN研究集会
    • 発表場所
      国立極地研究所、立川
    • 年月日
      2016-08-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphology and statistical feature of Omega band aurora observed by THEMIS all-sky imager network2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato, Akira Kadokura, Yoshimasa Tanaka, Tomoaki Hori and Akira S Yukimatu
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)
    • 発表場所
      Beijin, China
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistical feature of Omega band aurora observed by THEMIS all-sky imager network2016

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato, Akira Kadokura, Yoshimasa Tanaka, Takanori Nishiyama, Tomoaki Hori and Akira S Yukimatu
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 (JpGU) 2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Signature of Omega band auroras observes by THEMIS2015

    • 著者名/発表者名
      Natsuo Sato, Akira Kadokura, Yoshimasa Tanaka, Takanori Nishiyama, Tomoaki Hori and Akira S Yukimatu
    • 学会等名
      The Sixth Symposium on Polar Science
    • 発表場所
      国立極地研究所、立川
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] オメガバンドオーロラの発生特性2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄、門倉昭、田中良昌、堀智昭,行松彰
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会秋期学会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] オーロラの謎:南極・北極比較観測2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄、門倉昭
    • 総ページ数
      184
    • 出版者
      成山堂
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 発光の物理:大気の発光現象(オーロラ)2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏雄、門倉昭
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-10-21   更新日: 2021-02-19  

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