カナダ北極域におけるオーロラ・超高層大気の高感度光学観測

• 研究課題/領域番号: 16403007
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60271607)
• 研究分担者: 塩川 和夫 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80226092) ; 大塚 雄一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (40314025) ; 家田 章正 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (70362209) ; 西谷 望 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (10218159) ; 細川 敬祐 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (80361830)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円); 2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2005年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2004年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
• キーワード: オーロラ / 極冠域プラズマパッチ / 大気重力波 / 人工衛星-地上共同観測 / サブストーム / 磁気嵐 / 国際情報交換 / カナダ:アメリカ

研究概要

本研究により、極冠域のResolute Bay観測点(磁気緯度83度)に、平成17年1月に高感度全天カメラを設置し、自動観測を開始した。さらに平成17年9月には、高感度全天カメラ、掃天分光フォトメータ、誘導型磁力計をサブオーロラ帯のAthabasca観測点(磁気緯度62度)に設置し、こちらも自動観測を開始した。平成19年現在、どちらも順調に観測を継続している。また、平成18年6月から平成19年4月に、高感度全天カメラを米国・ニューヨーク州Ithacaに設置し、自動観測を行った。本研究の結果として、Resolute Bayで得られた極冠域パッチ現象のデータから、パッチの動きが惑星間空間磁場の変動と非常に良い相関があることを見いだした。この結果は、極冠域のプラズマ対流を可視化し、太陽風の変動に対して磁気圏のプラズマ対流がどのように応答するかを調べるための新たなツールを与えている。このパッチの動きと、Super DARNレーダーで得られるプラズマ対流の動きの比較も行われている。また、Athabascaで得られたオーロラ、地磁気データから、オーロラ帯から赤道側に離れた孤立オーロラとPc1地磁気脈動が1対1対応していることを初めて見いだし、地球の内部磁気圏において、波動と粒子の相互作用が従来考えられていたよりもはるかに空間的に狭い領域で発生していることを示した。
これら3点の観測から得られるデータはすべてデータベース化され、プロットがホームページで公開されている。また、これらの観測と共同研究が期待されるTHEMIS衛星は、平成19年2月17日に米国から打ち上げられ、平成19年度後半には、カナダの観測点上空でオーロラサブストームに関する共同観測を行うことになっている。

研究成果

• [雑誌論文] Simultaneous ground and satellite observations of an isolated proton arc at subauroral latitudes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 112, A04202
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous DMSP, all-sky camera, and IMAGE FUV observations of the brightening arc at a substorm pseudo-breakup (2007)
  • 著者名/発表者名: Yago, k.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 59 ページ: 45-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous ground and satellite observations of an isolated proton arc at subauroral latitudes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K., Shiokawa, A., Ieda, Y., Miyoshi, Y., Otsuka, T., Ogawa, M., Connors, E. F., Donovan, F. J., Rich
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous DMSP, all-sky camera, and IMAGE F W observations of the brightening arc at a substorm pseudo-breakup (2007)
  • 著者名/発表者名: Yago, K., K., Shiokawa, K., Yumoto, D. G., Baishev, S. I., Solovyev, F. J., Rich
  • 雑誌名: Earth Planets Space 59 ページ: 45-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Simultaneous ground and satellite observations of an isolated proton arc at subauroral latitudes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research (in press)
• [雑誌論文] Simultaneous DMSP, all-sky camera, and IMAGE FUV observations of the brightening arc at a substorm pseudo-breakup (2007)
  • 著者名/発表者名: Yago, K.
  • 雑誌名: Earth Planets Space (in press)
• [雑誌論文] ERG-A small-satellite mission to investigate the dynamics of the inner magnetosphere (2006)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: Advances in Space Research 38(8) ページ: 1861-1869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Estimating drift velocity of polar cap patches with all-sky airglow imager at Resolute Bay, Canada (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 33, L15111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] the Inner Magnetosphere Subgroup in the Society of Geomagnetism and Earth, Planetary and Space Sciences ERG -A small-satellite mission to investigate the dynamics of the inner magnetosphere (2006)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., K., Seki, Y., Miyoshi, A., Ieda, T., Ono, M., lizima, T., Nagatsuma, T., Obara, T., Takashima, K., Asamura, Y., Kasaba, A., Matsuoka, Y., Saito, H., Saito, M., Hirahara, Y., Tonegawa, F., Toyama, M., Tanaka, M., Nose, Y., Kasahara, K., Yumoto, H., Kawano, A., Yoshikawa, Y., Ebihara, A., Yukimatsu, N., Sato, S., Watanabe
  • 雑誌名: Adv. Space Res 38(8) ページ: 1861-1869
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Estimating drift velocity of polar cap patches with all-sky airglow imager at Resolute Bay, Canada (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., K., Shiokawa, Y., Otsuka, A., Nakajima, T., Ogawa, J. D., Kelly
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ERG - A small-satellite mission to investigate the dynamics of the inner magnetosphere (2006)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: Advances in Space Research 38(8) ページ: 1861-1869
• [雑誌論文] Ground and satellite observations of substorm onset arcs (2005)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 110
• [雑誌論文] Auroral particles associated with a substorm brightening arc (2005)
  • 著者名/発表者名: Yago, K
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 32
• [雑誌論文] Auroral particles associated with a substorm brightening arc (2005)
  • 著者名/発表者名: Yago, K.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. in press