世界初の長時間連続／高分解能／多点観測の構築に基づく中・短波帯オーロラ電波の探究

• 研究課題/領域番号: 16K17811
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 日本工業大学 (2018-2019); 国立極地研究所 (2016-2017)
• 研究代表者: 佐藤 由佳 日本工業大学, 共通教育学群, 講師 (60601408)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: オーロラ / 電離圏 / 電波放射 / スペクトル微細構造 / オーロラサブストーム / プラズマ波動 / 微細構造 / 地上電波観測 / 電波 / 地上観測 / 超高層物理学 / 地球惑星電離圏

研究成果の概要

本研究では、新型デジタル受信機を用いた中・短波帯のオーロラ電波用の新たな観測機器をスバールバル・KHO観測所とフィンランド・KAIRA観測点に構築することからスタートし、これまでにない高分解能の干渉計・多点観測を実現させた。特筆すべき成果としては、中・短波帯オーロラ電波の中でも4fce auroral roarと呼ばれる高周波成分のスペクトル微細構造を初めて明らかにしたことが挙げられる。明瞭な構造がないものと、特徴的な変調が含まれるものに分類され、このような微細構造は、電離圏電子密度の空間構造に起因していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の直接的なターゲットは地球極域電離圏内でオーロラに伴って生起する電波現象であるが、他の惑星の磁気圏や太陽を起源とする電波の発生と共通する普遍的なプロセスによるものであり、広く宇宙プラズマで生起するプラズマ素過程に関する理解の基礎を与える重要な意義をもつ。また、この電波現象の研究は、従来、莫大な費用を要する大型レーダー等でのみ観測可能な密度擾乱などの電離圏プラズマの遠隔探査において、比較的安価で多点展開可能な新たな方法論の構築につながる可能性も秘めており、そうした将来発展のための基礎研究としても意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] Sodankyla Geophysical Observatory(フィンランド)
• [学会発表] Current status of Iceland - Syowa conjugate observation for upper atmosphere physics studies in 2019 (2020)
  • 著者名/発表者名: Akira Kadokura, Yoshimasa Tanaka, Ryuho Kataoka, Uchida Herbert Akihito, Kiyoka Murase, Masaki Okada, Yasunobu Ogawa, Makoto Taguchi, Mitsunori Ozaki, Kazuo Shiokawa, Yuka Sato, Masashi Kamogawa, Yasuhiro Minamoto, Tetsuo Motoba, Hirohisa Sakurai, Hisao Yamagishi, Natsuo Sato, and Gunnlaugur Bjornsson
  • 学会等名: Online meeting for alternative ISAR-6
  • 国際学会
• [学会発表] Ground-based observations of MF/HF auroral radio emissions at three stations (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato, Atsushi Kumamoto, Yuto Katoh, Yasunobu Ogawa, Akira Kadokura, and Atsuki Shinbori
  • 学会等名: JpGU Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of MF/HF auroral radio emissions at three ground-based stations (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato, Atsushi Kumamoto, Yuto Katoh, Akira Kadokura, Yasunobu Ogawa, and Atsuki Shinbori
  • 学会等名: JpGU Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Strongly enhanced plasma lines observed by the EISCAT Svalbard Radar during the International Polar Year (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato, Yasunobu Ogawa, Nickolay Ivchenko, and Nicola M. Schlatter
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] New Observation of MF/HF Radio Emissions in the Northern Scandinavia (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由佳, 熊本篤志, 加藤雄人, 小川泰信, 門倉昭
  • 学会等名: 第144回 SGEPSS総会および講演会
• [学会発表] Ground-based observations of MF/HF auroral radio emissions at three stations (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato, Atsushi Kumamoto, Yuto Katoh, Yasunobu Ogawa[3], Akira Kadokura, and Atsuski Shinbori
  • 学会等名: The Ninth Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Strongly enhanced plasma lines observed by the EISCAT Svalbard Radar during IPY (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由佳、小川泰信、Nickolay Ivchenko、Nicola M. Schlatter
  • 学会等名: 第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
• [学会発表] Observation plan of MF/HF radio emissions in the northern Scandinavia (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Strongly enhanced plasma lines observed by the EISCAT Svalbard Radar during the International Polar Year (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sato, Yasunobu Ogawa, Nickolay Ivchenko, and Nicola M. Schlatter
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Frequency structure and polarization of MF/HF auroral radio emissions observed in the topside ionosphere (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由佳、熊本篤志、加藤雄人
  • 学会等名: Japan Geoscience Union MEETING 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県）
  • 年月日: 2016-05-24