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非線形波動粒子相互作用による放射線帯電子フラックスの生成・消失過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J11490
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
研究機関京都大学

研究代表者

久保田 結子  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード放射線帯 / 相対論的電子 / 非線形加速 / 波動粒子相互作用 / コーラス放射 / 非線形波動粒子相互作用 / 放射線帯電子 / サイクロトロン共鳴 / プラズマ密度 / 周波数バンド
研究実績の概要

近年のVan Allen Probesのデータから、ホイッスラーモードコーラス放射(コーラス放射)による100keV電子の急激な加速とそれによる放射線帯電子フラックスの生成が判明した。この急激な加速は従来の準線形拡散モデルでは説明できないことから、非線形過程も考慮したシミュレーターによる定量的評価と理論的な検証が必要となる。Omura et al. [JGR, 2015] が提唱するGreen’s function methodであれば非線形効果も含めた上で広いエネルギー範囲の加速課程とそれによるフラックス変動を定量的に評価できる。Omura et al.による従来の手法では地球を取り囲むように経度方向全域にコーラス放射が励起しているという仮定がを用いられており、"コーラス放射は夜明けから昼側にかけて発生しやすい波である"という統計解析の結果から、定量的に放射線帯電子フラックスを評価するには不適当であることが判明している。本研究では波の局所的発生を考慮できるようにGreen’s function methodを改良し、局所的に発生したコーラス放射による放射線帯電子の加速過程を調べた。以上の結果は、本分野の代表誌であるJGR (Journal of Geophysical Research)に投稿中である。
またVan Allen Probesから得られた波動および粒子フラックスのデータより、コーラス放射の生成に非線形効果が大きく寄与していることを明らかにした。この結果はJGRにて発表済みである。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Generation process of large-amplitude upper-band chorus emissions observed by Van Allen Probes2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., Omura, Y., Kletzing, C., & Reeves, G.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 123 号: 5 ページ: 3704-3713

    • DOI

      10.1029/2017ja024782

    • 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] Rapid precipitation of radiation belt electrons induced by EMIC rising tone emissions localized in longitude inside and outside the plasmapause2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 122 号: 1 ページ: 293-309

    • DOI

      10.1002/2016ja023267

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Relativistic electron acceleration via nonlinear interactions with whistler mode chorus emissions2018

    • 著者名/発表者名
      久保田結子 大村善治
    • 学会等名
      平成29年度RISH電波科学計算機実験(KDK)シンポジウム(第363回生存圏シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EMICトリガード放射との非線形波動粒子相互作用による放射線帯電子のピッチ角散乱2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 学会等名
      第336回生存圏シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学, 日本
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Formation process of outer radiation belt electron flux through interaction with lower-band chorus emissions with subpacket structures2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y. and Y. Omura
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time evolution of radiation belt electrons resonating with chorus and EMIC emissions2017

    • 著者名/発表者名
      久保田結子 大村善治
    • 学会等名
      第142回地球電磁気・地球惑星圏学会秋大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Large-amplitude upper-band chorus emissions observed by Van Allen Probes2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., Y. Omura, C. Kletzing, and G. Reeves
    • 学会等名
      XXXIInd International Union of Radio Science General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variation process of radiation belt electron fluxes due to interaction with chorus and EMIC rising-tone emissions localized in longitude2017

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid precipitation of radiation belt electrons induced by EMIC rising-tone emissions localized in longitude inside and outside the plasmapuase2016

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid precipitation of radiation belt electrons due to anomalous cyclotron resonance with large amplitude EMIC rising-tone emissions2016

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 学会等名
      ICPP
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relativistic electron precipitation induced by large amplitude EMIC rising-tone emissions2016

    • 著者名/発表者名
      Kubota, Y., and Y. Omura
    • 学会等名
      JpGU
    • 発表場所
      幕張メッセ, 日本
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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