多地点からの地上大気光観測を用いたプラズマバブル成長過程の解明

• 研究課題/領域番号: 17H02967
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
• 研究分担者: 齋藤 享 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 上席研究員 (40392716)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: プラズマバブル / 大気光観測 / 赤道域電離圏 / 超高層大気物理学 / 低緯度・赤道域電離圏 / プラズマブル / 中規模伝搬性電離圏擾乱 / 夜間大気光 / 電離圏シンチレーション

研究成果の概要

低緯度域、赤道域においてプラズマバブルの観測を行うために、小型大気光イメージャを用いた観測を様々な緯度帯で実施し、電離圏現象の観測に関するフィージビリティを確認した。また、沖縄県石垣島、沖縄県大宜見村、長野県上田市菅平、台湾の台南市、タイのチュンポン、フィリピンのイロイロに小型大気光イメージャを設置し、プラズマバブルの観測を実施した。小型大気光イメージャによって観測されたプラズマバブルの事例について、GNSS電離圏全電子数観測や短波ドップラー観測、VHF帯航空用航法電波観測システムによって得られたデータとの比較を行い、小型大気光イメージャを軸とするプラズマバブル広域観測の可能性を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

低緯度および赤道付近のアジア諸国に小型大気光イメージャを展開し、短波ドップラー観測などの様々な電波観測システムと組み合わせることによって、プラズマバブルの発生が衛星測位システムに与える影響を監視するためのネットワークを構築することが可能であることが示された。このようなプラズマバブルの広域モニタリングが実現できたことは、プラズマバブルの宇宙天気への影響（例：全球衛星測位システムへの影響）を評価、予測できるようになったという点において社会的意義が大きい。

研究成果

• [国際共同研究] King Mongkut's Institute of Technology(タイ)
• [国際共同研究] ASTI(フィリピン)
• [国際共同研究] German Aerospace Center(ドイツ)
• [国際共同研究] National Cheng Kung University(台湾)
• [国際共同研究] 国立成功大学(台湾)
• [国際共同研究] KMITL(タイ)
• [国際共同研究] SRI International(米国)
• [雑誌論文] Occurrence Distribution of Polar Cap Patches: Dependences on UT, Season and Hemisphere (2021)
  • 著者名/発表者名: Kagawa A.、Hosokawa K.、Ogawa Y.、Ebihara Y.、Kadokura A.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 126 号: 1
  • DOI: 10.1029/2020ja028538
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observations of equatorial plasma bubbles using a low-cost 630.0-nm all-sky imager in Ishigaki Island, Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa Keisuke、Takami Kohei、Saito Susumu、Ogawa Yasunobu、Otsuka Yuichi、Shiokawa Kazuo、Chen Chia-Hung、Lin Chien-Hung
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 72 号: 1
  • DOI: 10.1186/s40623-020-01187-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of low-cost multi-wavelength imager system for studies of aurora and airglow (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, Y., Y. Tanaka, A. Kadokura, K. Hosokawa, Y. Ebihara, T. Motoba, B. Gustavsson, U. Brandstrom, Y. Sato, S. Oyama, M. Ozaki, T. Raita, F. Sigernes, S. Nozawa, K. Shiokawa, M. Kosch, K. Kauristie, C. Hall, S. Suzuki, Y. Miyoshi, A. Gerrard, H. Miyaoka, and R. Fujii
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 23 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.polar.2019.100501
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Imaging of polar cap patches with a low-cost airglow camera: pilot observations in Svalbard, Norway (2019)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa Keisuke、Ogawa Yasunobu、Taguchi Satoshi
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 71 号: 1 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1186/s40623-019-1094-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Monitoring of Equatorial Plasma Bubbles Using Aeronautical Navigation System (2022)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Hosokawa, Susumu Saito, Hiroyuki Nakata, Charles Lin, Jia- Ting Lin, Pornchai Supnithi, Ichiro Tomizawa, Jun Sakai, Toru Takahashi
  • 学会等名: 16th International Symposium on Equatorial Aeronomy
  • 国際学会
• [学会発表] 短波ドップラー観測と全天大気光観測を組み合わせたプラズマバブルの研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 瀬島広海，細川敬祐，J. Chum，J. Lin，C. Lin，中田裕之，坂井純，斎藤享
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
• [学会発表] Simultaneous observations of plasma bubbles with an HF Doppler sounding system in Taiwan and an all-sky imager in Ishigaki Island (2021)
  • 著者名/発表者名: Sejima, H., K. Hosokawa, J. Chum, H. Nakata, J. Sakai, S. Saito
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of ionospheric and mesospheric wave structures by a low-cost airglow imaging system (2019)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., N. Kusuyama, Y. Hozumi, K. Takami, S. Saito, Y. Ogawa, M. Ishii, Y. Otsuka, and T. Tsugawa
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Annual Meeting
• [学会発表] 石垣島で取得された 630.0 nm 大気光観測データを用いたプラズマバブルの形状解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高見晃平, 細川敬祐, 斎藤享, 小川泰信, 塩川和夫, 大塚雄一
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
• [学会発表] Simultaneous observations of plasma bubbles by a low-cost airglow imager and GNSS receivers in Ishigaki, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., K. Takami, S. Saito, Y. Ogawa, Y. Otsuka, and K. Shiokawa
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society
• [学会発表] 多地点からの大気光観測によるプラズマバブルの広域撮像 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高見 晃平, 細川 敬祐,斎藤 享, 小川 泰信, Koichi Chen, 穂積 裕太, 塩川 和夫, 大塚 雄一
  • 学会等名: 中間圏・熱圏・電離圏（MTI）研究集会
• [学会発表] Simultaneous optical observations of plasma bubbles from multiple stations (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatami K., K. Hosokawa, S. Saito, Y. Ogawa, C. Chen, Y. Hozumi, A. Saito, K. Shiokawa, Y. Otsuka
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会