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人工衛星電波を用いた電離圏シンチレーション観測のカスプ・極冠域への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H05736
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

大塚 雄一  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (40314025)

研究分担者 小川 泰信  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (00362210)
細川 敬祐  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワードGPS / GNSS / 電離圏 / シンチレーション / 電離圏擾乱 / TEC / 全電子数 / 衛星測位 / 北極 / オーロラ / 極冠 / 測位衛星 / 極冠域
研究成果の概要

低軌道衛星から送信される電波の受信装置、及びGPSなど汎地球測位衛星システム(GNSS)の電波を受信する受信機を極冠域及びオーロラ帯に設置し、電離圏構造とイレギュラリティの観測を実施した。イレギュラリティによって生じる電波の揺らぎであるシンチレーションの発生特性を明らかにし、イレギュラリティの移動速度を導出した。また、磁気嵐中に発生する電離圏イレギュラリティの発生機構について新しい発見があった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電離圏にはプラズマが存在しているため、電離圏内を伝搬する電波は、プラズマとの相互作用により、真空中での伝搬とは異なった速度をもつ。このため、GPSなどの衛星測位にとって、電離圏は測位誤差の要因となる。また、電離圏中にプラズマ密度の疎密構造が存在すると、電離圏を透過する電波の位相や振幅が変動することがある。この現象はシンチレーションと呼ばれており、激しいシンチレーションが起こると、衛星放送・通信が途絶えたり、GPSなどの衛星測位に対して誤差をもたらすことがある。本研究では、これら電離圏擾乱の特性を調べた。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書

研究成果

(28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Characteristics of GNSS total clectron content enhancements over the midlatitudes during a geomagnetic storm on 7 and 8 November 20042020

    • 著者名/発表者名
      Sori, T., A. Shinbori, Y. Otsuka, T. Tsugawa, and M. Nishioka
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 125 ページ: 10376-10394

    • DOI

      10.1029/2019ja026713

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temporal and Spatial Variations of Storm Time Midlatitude Ionospheric Trough Based on Global GNSS-TEC and Arase Satellite Observations2018

    • 著者名/発表者名
      Shinbori Atsuki、Otsuka Yuichi、Tsugawa Takuya、Nishioka Michi、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Matsuda Shoya、Kasahara Yoshiya、Matsuoka Ayako、Ruohoniemi J. Michael、Shepherd Simon G.、Nishitani Nozomu
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 ページ: 7362-7370

    • DOI

      10.1029/2018gl078723

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Total Electron Content Observations by Dense Regional and Worldwide International Networks of GNSS2018

    • 著者名/発表者名
      Tsugawa, T., M. Nishioka, M. Ishii1, K. Hozumi, S. Saito, A. Shinbori, Y. Otsuka, A. Saito, S. M. Buhari, M. Abdullah, and P. Supnith
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007406111

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GPS amplitude and phase scintillation associated with polar cap auroral forms2017

    • 著者名/発表者名
      Jayachandran P.T.、Hamza A.M.、Hosokawa K.、Mezaoui H.、Shiokawa K.
    • 雑誌名

      J. Atmos. Solar-Terr. Phys.

      巻: 164 ページ: 185-191

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2017.08.030

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large-scale traveling ionospheric disturbances observed by GPS dTEC maps over North and South America on Saint Patrick's Day storm in 20152017

    • 著者名/発表者名
      Figueiredo C. A. O. B.、Wrasse C. M.、Takahashi H.、Otsuka Y.、Shiokawa K.、Barros D.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 122 ページ: 4755-4763

    • DOI

      10.1002/2016ja023417

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 2004年11月7-8日に発生した磁気嵐に伴う午後側から夕方側における全球全電子数の極端な増加について2019

    • 著者名/発表者名
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一、新堀 淳樹、津川 卓也、西岡 未知
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2019年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between the large TEC fluctuation and ionospheric echoes observed by the SuperDARN radars during a geomagnetic storm2019

    • 著者名/発表者名
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一, 新堀 淳樹, 津川 卓也, 西岡 未知, Bristow William A., Ruohoniemi John M., Shepherd Simon G., 西谷 望
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第146回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GNSS を用いた電離圏変動の観測2019

    • 著者名/発表者名
      大塚雄一
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム「太陽研究の将来展望」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPS全電子数データ解析に基づくSED現象に伴う電離圏不規則構造の時間・空間変動について2018

    • 著者名/発表者名
      杉山俊樹、大塚雄一、新堀淳樹、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      平成29年度 名古屋大学宇宙地球環境研究所 研究集会 ・電磁圏物理学シンポジウム ・地域ネットワークによる宇宙天気の観測・教育活動に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 全球GNSS-TEC観測に基づく磁気嵐時の中緯度電離圏トラフの時間・空間変動特性について2018

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      平成29年度 名古屋大学宇宙地球環境研究所 研究集会 ・電磁圏物理学シンポジウム ・地域ネットワークによる宇宙天気の観測・教育活動に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms as seen in global Total Electron Content (TEC) data2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Shinbori, Yuichi Otsuka, Takuya Tsugawa, Michi Nishioka
    • 学会等名
      Fifth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノルウェー・トロムソにおけるGNSS受信機を用いた電離圏シンチレーションと全電子数の観測2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 明香、大塚 雄一、小川 泰信、細川 敬祐
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Observations of Total Electron Content Using Multi-frequency and Multi-constellation Global Navigation Satellite System Receivers2017

    • 著者名/発表者名
      大塚 雄一、山脇 景太、塩川 和夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北米のGPS-TECを用いた電離圏擾乱の微細構造に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      杉山 俊樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms on the basis of global Total Electron Content (TEC) data analysis2017

    • 著者名/発表者名
      新堀 淳樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会 Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中緯度における中規模伝搬性電離圏擾乱について2017

    • 著者名/発表者名
      大塚 雄一
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of storm-time ionospheric irregularities on the basis of GPS total electron content data analysis2017

    • 著者名/発表者名
      杉山 俊樹, 大塚 雄一, 新堀 淳樹, 津川 卓也, 西岡 未知
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ノルウェー・トロムソにおけるGNSS受信機を用いた電離圏シンチレーションの多点観測2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 明香, 大塚 雄一, 小川 泰信, 細川 敬祐
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第142回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 全球TECデータに見られる磁気嵐時の電離圏・プラズマ圏の時間・空間変動2017

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of storm-time ionospheric irregularities on the basis of GPS total electron content data analysis2017

    • 著者名/発表者名
      杉山俊樹、大塚雄一、新堀淳樹、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] AGW/TID events over Europe during solar eclipse of 20 March 20152017

    • 著者名/発表者名
      S. Panasenko, Y. Otsuka, T. Tsugawa and M. Nishioka
    • 学会等名
      「極域・中緯度 SuperDARN 研究集会」「MTI 研究集会」「IUGONET 研究集会」「宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会」 合同研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Temporal and spatial variations of the ionosphere and plasmasphere during geomagnetic storms as seen in global Total Electron Content (TEC) data2017

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      第8回極域科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ionospheric Irregularity Observations using GPS Receiver Networks in North America2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Otsuka, T. Sugiyama, T. Tsugawa, and M. Nishioka
    • 学会等名
      2nd GEOlab-RISH Joint workshop on GNSS and SAR Technologies for Atmospheric Sensing The 331st Symposium on Humanosphere Science
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノルウェー・トロムソにおける GNSS 受信機による電離圏シンチレーション観測2016

    • 著者名/発表者名
      大塚 雄一、上蔀 広大、小川 泰信、細川 敬祐
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GPS-TECを用いた北米における電離圏不安定性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      杉山 俊樹、大塚 雄一、津川 卓也、西岡 未知
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第140回講演会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ノルウェーにおける GPS 受信機を用いたシンチレーションと TEC 変動の研究2016

    • 著者名/発表者名
      坂本 明香、大塚雄一、小川泰信、細川敬祐
    • 学会等名
      中間圏・熱圏・電離圏研究集会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The analysis of the ionospheric irregularity using GPS-TEC over North America2016

    • 著者名/発表者名
      杉山俊樹、大塚雄一、津川卓也、西岡未知
    • 学会等名
      中間圏・熱圏・電離圏研究集会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ionospheric Scintillation and Irregularity Drift Observed with Closely-Spaced GPS Receivers in Indonesia2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Otsuka, P. Abadi, and K. Shiokawa, Y. Clara
    • 学会等名
      International Symposium on GNSS 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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