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百年間のデータを駆使した太陽活動とその地球環境への影響の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04033
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関国立天文台

研究代表者

櫻井 隆  国立天文台, 太陽観測科学プロジェクト, 名誉教授 (40114491)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード太陽 / 太陽黒点 / 太陽フレア / 太陽の周期活動 / 恒星フレア / 太陽活動の地球影響 / 太陽の長期変動 / 太陽物理学 / 大気光 / 地球環境 / データベース
研究開始時の研究の概要

太陽の長期変動が地球の気候変動に影響を与えるかどうか?これは重要だが簡単に解答が得られる問題ではないので、できるだけ多様なインプットデータを揃え、その組み合わせから太陽紫外線・X線の強度変動、ひいては地球気候への影響を見積もりたい。使用するデータはできるだけ日本のデータを掘り起こして利用する。インプットとして太陽黒点相対数、極域白斑数、プロミネンスの極方向移動速度をとる。アウトプットとして、太陽紫外線・X線の間接的指標であるカルシウムK線強度(約百年間のデータがある)、コロナ輝線強度、大気光強度をとり、それらの指標の多変量相関を探る。

研究成果の概要

140年以上にわたる太陽黒点群面積のデータを統計的に解析した。面積の分布関数がべき乗分布であれば、どんなに大きな黒点群も長く待ちさえすれば現れることになるが、現在までのデータですでに、べき乗分布より急速に減少する振る舞いが見えている。言い換えれば、いくら待っても超巨大黒点は現れ得ないということになる。同様の解析を、40年にわたる太陽フレアのX線観測データ、太陽類似星の可視光のフレア観測データについても行なった。どちらのデータについても、分布関数は大エネルギー側ではべき乗分布より急激に減少している、即ち太陽フレアにも恒星の超巨大フレアにも規模の上限がある、という結論を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、太陽の活動とその地球環境への影響について注目が集まり、宇宙天気予報というキーワードで全世界で研究が進められている。フレア爆発は人工衛星の故障、高緯度地方の送電網への被害も起こすことが知られている。大きなフレアほど、あるいはフレアのエネルギーの源である黒点群の面積が大きいほど、地球への影響も大きいと予想される。恒星で起こる巨大黒点、巨大フレアとの類推から、太陽でも激甚宇宙天気災害があり得るとの説もある。しかし今回の研究では、これまでなされていなかった、長期間にわたる観測データの詳細かつ厳密な統計解析の結果、そのような可能性は極めて低いことを示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] マックスプランク太陽系科学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー太陽地球間物理学研究所(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中国国家天文台雲南天文台(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 慶熙大学/韓国天文研究院(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク太陽系科学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー太陽地球間物理学研究所(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中国国家天文台雲南天文台(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Probability Distribution Functions of Sunspot Magnetic Flux2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Takashi、Toriumi Shin
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 943 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca28a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probability Distribution Functions of Solar and Stellar Flares2022

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Takashi
    • 雑誌名

      Physics

      巻: 5 号: 1 ページ: 11-23

    • DOI

      10.3390/physics5010002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PSTEP: project for solar?terrestrial environment prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Kusano Kanya、Ichimoto Kiyoshi、Ishii Mamoru、Miyoshi Yoshizumi、Yoden Shigeo、Akiyoshi Hideharu、Asai Ayumi、Ebihara Yusuke、Fujiwara Hitoshi、Goto Tada-Nori、Hanaoka Yoichiro、Hayakawa Hisashi、Hosokawa Keisuke、Hotta Hideyuki、Hozumi Kornyanat、Imada Shinsuke、Iwai Kazumasa、et al
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 159-159

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01486-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detailed Calibration of the Off-Axis Optical Characteristics for the X-Ray Telescope onboard Hinode2021

    • 著者名/発表者名
      Shin Junho、Kano Ryouhei、Sakurai Takashi、Kim Yeon-Han、Moon Yong-Jae
    • 雑誌名

      EGU General Assembly

      巻: 23

    • DOI

      10.5194/egusphere-egu21-13004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solar force-free magnetic fields2021

    • 著者名/発表者名
      Wiegelmann Thomas、Sakurai Takashi
    • 雑誌名

      Living Reviews in Solar Physics

      巻: 18 号: 1

    • DOI

      10.1007/s41116-020-00027-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large-Scale Solar Magnetic Fields Observed with the Infrared Spectro-Polarimeter IRmag at the National Astronomical Observatory of Japan: Comparison of Measurements Made in Different Spectral Lines and Observatories2020

    • 著者名/発表者名
      Demidov M. L.、Hanaoka Y.、Sakurai T.、Wang X. F.
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 295 号: 4

    • DOI

      10.1007/s11207-020-01620-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of full-disc Ca II K spectroheliograms2020

    • 著者名/発表者名
      Chatzistergos Theodosios、ほか18名(Sakurai Takashiを含む)
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 639 ページ: A88-A88

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202037746

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synoptic solar observations of the Solar Flare Telescope focusing on space weather2020

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka Yoichiro、Sakurai Takashi、Otsuji Ken’ichi、Suzuki Isao、Morita Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Space Weather and Space Climate

      巻: 10 ページ: 41-41

    • DOI

      10.1051/swsc/2020044

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Internetwork Magnetic Fields Seen in Fe i 1564.8 nm Full-disk Images2020

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka Yoichiro、Sakurai Takashi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 904 号: 1 ページ: 63-63

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbc07

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 太陽黒点群の出現頻度分布、面積分布、及び総面積分布2022

    • 著者名/発表者名
      桜井 隆、鳥海 森
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 国立天文台太陽フレア望遠鏡赤外偏光分光観測装置データ評価と機器較正改修2022

    • 著者名/発表者名
      森田 諭、桜井 隆、花岡庸一郎、勝川行雄
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽フレア、恒星フレアのエネルギー頻度分布2021

    • 著者名/発表者名
      桜井 隆、鳥海 森
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 国立天文台三鷹太陽フレア望遠鏡近赤外偏光分光観測装置の SQL-DB と連携した pipeline 処理と較正精度向上2021

    • 著者名/発表者名
      森田 諭、花岡庸一郎、桜井 隆、勝川行雄、末松芳法
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽表面の磁場構造のサイズ分布2021

    • 著者名/発表者名
      桜井 隆、鳥海 森
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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