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自発的高速磁気再結合モデルの三次元計算機シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 16540450
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関愛媛大学

研究代表者

鵜飼 正行  愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 教授 (10036444)

研究分担者 清水 徹  愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 准教授 (60196524)
近藤 光志  愛媛大学, 宇宙進化研究センター, 助教 (30304653)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,870千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード磁気リコネクション / 電磁流体 / 磁気圏サブストーム / 太陽フレア / ブラズモイド / TCR現象 / コロナ加熱 / 衝撃波 / プラズモイド / 三次元シミュレーション / TCR / 三次元計算機シミュレーション / 異常電気抵抗 / 宇宙プラズマ
研究概要

我々が提唱する自発的高速磁気リコネクション機構の三次元構造について基礎研究を行うと同時に、その結果を地球磁気圏サブストームや太陽フレアなどの具体的宇宙プラズマ爆発現象へ応用した。まず、地球磁気圏サブストームの発生に伴い、観測されるTCR現象を定性的、定量的に説明することに成功した。次に、磁気圏テールのシート電流が電離層上空にまわりこむことによって生じるオーロラ電流回路の形成、即ち、カレントウェッジ現象に応用した。この現象は、地上および衛星観測結果から、30年以上前からサブストームに本質的なプラズマ過程であることが認識されてきたが、明確に実証する理論モデルは発表されていなかった。この問題に対し、三次元的磁気ループが発展するとき、急激に沿磁力線電流が発展し、カレントウェッジが形成されうることを、我々の高速リコネクションモデルを用いて、最初に実証することに成功した。その結果、ダイポール磁場の根元で非常に強い電流が生じ、ジュール加熱が南北ペア状に生じることを実証した。この結果を更に太陽表面に応用し、カレントウェッジが成長することにより、2つのリボン状にクロモスペアが強くジュール加熱されることを実証し、よく知られている2リボンフレア現象を的確に説明しうることを議論した。また、磁気ループ前方にいわゆる発電作用が存在し、その結果効果的なプラズマ過熱・加速が可能となることを示した。更に、コロナ領域の高速磁気リコネクション機構の発展はいわゆるナノフレアを生じ、その結果コロナ領域の効率よい加熱機構を与えることを実証した。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (36件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Impulsive chromospheric heating of two-ribbon flares by the fast reconnection mechanism2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 15

      ページ: 32902-32902

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical studies on three dimensional earthward fast plasma flows in the near-Earth plasma sheet by the spontaneous fast reconnection model2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kondoh, and M. Ugai,
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. 113

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical studies on three dimensional earthward fast plasma flows in the near Earth plasma sheet by the spontaneous fast reconnection Model2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kondoh, M. Ugai
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res 113

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical studies on three dimensional earthward fast plasma flows in the near-Earth plasma sheet by the spontaneous fast reconnection model2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kondoh, and M. Ugai
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res 113

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of two-ribbon flares by the fast reconnectionmechanism2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 14

      ページ: 102904-102904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conditions for drastic evolution o fmagnetospheric currentwedge2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 14

      ページ: 62902-62902

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling of two-ribbon flares by the fast reconnection mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 14

      ページ: 102904-102904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conditions for drastic evolution of magnetospheric current wedge2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 14

      ページ: 62902-62902

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of three dilmensional structure of the fast convection flow in the plasma sheet by MHD simulations on the basis of spontaneous fast reconnection model2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo and M. Ugai
    • 雑誌名

      Adv. Space Res 39

      ページ: 1378-1381

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of magnetospheric current wedge by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai and K. Kondoh
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 102903-102903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Parametric studies on traveling compression regions observed in the Earth's magnetotail2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai and L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 62906-62906

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling of traveling compression regions in the Earth's magnetotail by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai and L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 32901-32901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of magnetospheric current wedge by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, K. Kondoh
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 102903-102903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Parametric studies on traveling compression regions observed in the Earth's magnetotail2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 62906-62906

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling of traveling compression regions in the Earth's magnetotail by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 32901-32901

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evolution of magnetospheric current wedge by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, K.Kondou
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 102903-102903

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Parametric studies on traveling compression regions observed in the Earth's magnetotail2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, L.Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 13

      ページ: 62906-62906

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modeling of traveling compression regions in the Earth's magnetotail by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, L.Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasma 13

      ページ: 32901-32901

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Three dimensional computer simulation of magnetic loop associated with magnetic reconnection2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kondoh, M.Ugai, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Adv. Space Res. 37

      ページ: 1301-1304

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modeling of traveling compression regions in the Earth's magnetotail by the spontaneous fast reconnection model2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, L.Zheng
    • 雑誌名

      Phys.Plasmas 13(印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three dimensional computer simulation of magnetic loop associated with magnetic reconnection2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kondoh, M.Ugai, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Conditions for the fast reconnection mechanism in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai and L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas

      ページ: 92-312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spontaneous fast reconnection model in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, K. Kondoh, and T. Shimizu
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 12

      ページ: 42903-42903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conditions for the fast reconnection mechanism in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, L. Zheng
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 12

      ページ: 92312-92312

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spontaneous fast reconnection model in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, K. Kondoh, T. Shimizu
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 12

      ページ: 42903-42903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conditions for the fast reconnection mechanism in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, L.Zheng
    • 雑誌名

      Phys.Plasmas 12

      ページ: 92-312

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous fast reconnection model in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, K.Kondoh, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Phys.Plasmas 12

      ページ: 42-903

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spontaneous fast reconnection model in three dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, K.Kondoh, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Phys.Plasmas (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Computer studies on the three-dimensional spontaneous fast reconnection model as a nonlinear instability2004

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, K. Kondoh, and T. Shimizu
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 11

      ページ: 1416-1423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer studies on the three-dimensional spontaneous fast reconnection model as a nonlinear instability2004

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai, K. Kondoh, T. Shimizu
    • 雑誌名

      Phys. Plasmas 11

      ページ: 1416-1423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer studies on the three-dimensional spontaneous fast reconnection model as a nonlinear instability2004

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai, K.Kondoh, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Phys.Plasmas Vol.11, No.4

      ページ: 1416-1423

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Computer Simulations on the Spontaneous Fast Reconnection Evolution in Three Dimensions2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kondoh, M.Ugai, T.Shimizu
    • 雑誌名

      COSPAR Colloquia Series Vol.16

      ページ: 135-138

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of supersonic and subsonic expansion accelerations associated with fast magnetic reconnection2004

    • 著者名/発表者名
      T.Shimizu, M.Ugai
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. Vol.33

      ページ: 789-793

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The dynamics of plasmoid in symmetric and asymmetric spontaneous fast reconnection2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kondoh, M.Ugai, T.Shimizu
    • 雑誌名

      Vol.33

      ページ: 794-798

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of three dimensional plasmoid dynamics by the spontaneous fast reconnection model : effects of dawn-dusk magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kondoh, M.Ugai
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. Vol.33

      ページ: 799-804

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of three dimensional structure of the fast convection flow in the plasma sheet by MHD simulations on the basis of spontaneous fast reconnection model

    • 著者名/発表者名
      K.Kondou, M.Ugai
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Conditions for current wedge evolution and applications to two-ribbon flares2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai
    • 学会等名
      Earth-Sun System Exploration
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2008-01-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Modeling of substorms and flares by the fast reconnection mechanism2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ugai,
    • 学会等名
      Comparative Study of Solar Flares and Magnetospheric Substorms as a Basis of Space Weather Research
    • 発表場所
      Fairbanks, Alaska
    • 年月日
      2007-03-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Physics of magnetic reconnection in high-temperature plasmas2004

    • 著者名/発表者名
      M.Ugai (Editor)
    • 総ページ数
      289
    • 出版者
      Research Signpost
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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