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近代アナログ観測を用いた激甚宇宙天気現象の規模推定・定量比較の試験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K22367
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0204:天文学、地球惑星科学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

早川 尚志  名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 特任助教 (10879787)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード宇宙天気 / 太陽地球物理 / 環境史 / 地磁気 / オーロラ / 太陽物理 / 太陽嵐 / 太陽黒点 / 太陽フレア / 磁気嵐 / 宇宙天気現象 / 歴史的観測
研究開始時の研究の概要

激甚宇宙天気現象の規模はこれまで1957年以降過去63年間をカバーするDst指数によって行われてきたが、歴史的な観測事例から現代観測事例をはるかに上回る規模の現象の存在が指摘されてきた。本研究ではこの問題を解決するため、過去の激甚宇宙天気現象の定量的評価を地磁気とオーロラの歴史的観測の解析によって行い、その検討を過去180年ほどに延伸することで、このような激甚現象のデータ自体を増やし、既存のデジタルデータベースから提唱されたモデルがどの程度まで極端現象に延伸可能か検証するための材料とする。

研究成果の概要

本研究では、宇宙天気に関する各種統計が本格的に開始する国際地球観測年(1957-1958)以前の激甚宇宙天気現象について複数の試験的事例研究を行い、太陽表面、地磁気、オーロラなどの各種アナログ観測記録を検討することで、その時系列や規模を復元した。その結果、観測史上最大とされる1859年のキャリントン・イベントや1930年~1950年の激甚宇宙天気現象の太陽フレア、磁気嵐、オーロラ低緯度境界の時間変化や規模を定量的に復元した。また、774/775年のスーパーフレア候補についても、複数のデータをもとにフレアの規模推定を行った。これにより歴史的なアナログ記録による宇宙天気研究の可能性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代文明が科学技術インフラへの依存の度を深めるにつれ、太陽面爆発に伴う激甚宇宙天気現象の現代文明への脅威は加速的に増大しつつある。本研究では過去のアナログ観測記録を充填的に検討することで、各種統計が本格的に開始された国際地球観測年(1957-1958)以前の激甚宇宙天気現象について複数の事例研究を行った。この結果、過去180年の間に起きていた複数の激甚宇宙天気現象の時系列や規模が定量的に復元され、アナログ観測記録や歴史文献を用いての過去の激甚宇宙天気現象の復元研究についての実現可能性が実証された。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 14件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] NASA/The University of Colorado Boulder/University of Maryland Baltimore(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Finnish Meteorological Institute(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Ebro Observatory(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] National Observatory(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Vikram Sarabhai Space Centre(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA/National Solar Observatory/USGS(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Austrian Academy of Science(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Copernicus Gesellschaft e.V.(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Vikram Sarabhai Space Centre(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Uzbekistan Academy of Sciences(ウズベキスタン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Temporal Variations of the Three Geomagnetic Field Components at Colaba Observatory around the Carrington Storm in 18592022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Nevanlinna Heikki、Sean P. Blake、Ebihara Yusuke、Bhaskar Ankush T.、Miyoshi Yoshizumi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 928 号: 1 ページ: 32-32

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2601

    • 関連する報告書
      2021 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] A review for Japanese auroral records on the three extreme space weather events around the International Geophysical Year (1957?1958)2022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ebihara Yusuke、Hata Hidetoshi
    • 雑誌名

      Geoscience Data Journal

      巻: - 号: 1 ページ: 142-157

    • DOI

      10.1002/gdj3.140

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Extreme Solar and Geomagnetic Storms on 20-25 March 19402022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Oliveira Denny M、Shea Margaret A、Smart Don F、Blake Sean P、Hattori Kentaro、Bhaskar Ankush T、Curto Juan J、Franco Daniel R、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: - 号: 2 ページ: 1709-1723

    • DOI

      10.1093/mnras/stab3615

    • 関連する報告書
      2021 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] A candidate auroral report in the Bamboo Annals, indicating a possible extreme space weather event in the early 10th century BCE2022

    • 著者名/発表者名
      van der Sluijs Marinus Anthony、Hayakawa Hisashi
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: - 号: 12 ページ: 5767-5776

    • DOI

      10.1016/j.asr.2022.01.010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stephan Prantner’s Sunspot Observations during the Dalton Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Uneme Shoma、Besser Bruno P.、Iju Tomoya、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 919 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abee1b

    • NAID

      120007190685

    • 関連する報告書
      2021 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] The extreme space weather events in October 17882021

    • 著者名/発表者名
      Hattori Kentaro、Hayakawa Hisashi、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1367-1374

    • DOI

      10.1093/pasj/psab079

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Candidate Auroral Observations Indicating a Major Solar?Terrestrial Storm in 1680: Implication for Space Weather Events during the Maunder Minimum2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Schlegel Kristian、Besser Bruno P.、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb3c2

    • NAID

      120007163650

    • 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] The Extreme Space Weather Event in 1941 February/March2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Blake Sean P.、Bhaskar Ankush、Hattori Kentaro、Oliveira Denny M.、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 号: 2 ページ: 209-209

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb772

    • NAID

      120007163651

    • 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] The Intensity and Evolution of the Extreme Solar and Geomagnetic Storms in 1938 January2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Hattori Kentaro、Pevtsov Alexei A.、Ebihara Yusuke、Shea Margaret A.、McCracken Ken G.、Daglis Ioannis A.、Bhaskar Ankush T.、Ribeiro Paulo、Knipp Delores J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 号: 2 ページ: 197-197

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abc427

    • NAID

      120007163649

    • 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] Reanalyses of the sunspot observations of Fogelius and Siverus: Two “Long-Term” observers during the Maunder Minimum2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Iju Tomoya、Uneme Shoma、Besser Bruno P、Kosaka Shunsuke、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: staa 号: 1 ページ: 2965-2965

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2965

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intensity and time series of extreme solar-terrestrial storm in 1946 March2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ebihara Yusuke、Pevtsov Alexei A、Bhaskar Ankush、Karachik Nina、Oliveira Denny M
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 号: 4 ページ: 5507-5517

    • DOI

      10.1093/mnras/staa1508

    • NAID

      120007145987

    • 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] A possible case of sporadic aurora observed at Rio de Janeiro2020

    • 著者名/発表者名
      Oliveira Denny M.、Hayakawa Hisashi、Bhaskar Ankush、Zesta Eftyhia、Vichare Geeta
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1 ページ: 72-72

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01208-z

    • 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] An Analysis of Trouvelot's Auroral Drawing on 1/2 March 1872: Plausible Evidence for Recurrent Geomagnetic Storms2020

    • 著者名/発表者名
      Bhaskar Ankush、Hayakawa Hisashi、Oliveira Denny M.、Blake Sean、Silverman Sam M.、Ebihara Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 125 号: 10

    • DOI

      10.1029/2020ja028227

    • 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] Estimating Satellite Orbital Drag During Historical Magnetic Superstorms2020

    • 著者名/発表者名
      Oliveira Denny M.、Zesta Eftyhia、Hayakawa Hisashi、Bhaskar Ankush
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: 18 号: 11

    • DOI

      10.1029/2020sw002472

    • 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] South American auroral reports during the Carrington storm2020

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Hisashi、Ribeiro Jos? R.、Ebihara Yusuke、Correia Ana P.、S?ma Mitsuru
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 号: 1 ページ: 122-122

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01249-4

    • 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] On the Size of the Flare Associated with the Solar Proton Event in 774 AD2020

    • 著者名/発表者名
      Cliver E. W.、Hayakawa H.、Love Jeffrey J.、Neidig D. F.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 903 号: 1 ページ: 41-41

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abad93

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Historical observations of intensities and time series of the extreme space weather events in the 1940s2022

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hayakawa et al.
    • 学会等名
      COSTEP's 15th Quadrennial Solar-Terrestrial Physics Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 歴史文献による過去3000年間の 激甚太陽嵐の調査と定量復元」「キャリントン・イベント時のボンベイでの地磁気変動:原典史料分析2022

    • 著者名/発表者名
      早川尚志
    • 学会等名
      知の開拓者 コンソーシアム総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アナログ記録による過去の激甚宇宙天気現象の事例研究:磁気擾乱とオーロラ低緯度境界2022

    • 著者名/発表者名
      早川尚志他
    • 学会等名
      GIC研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 過去の観測記録から復元する1940年3月の激甚宇宙天気現象2021

    • 著者名/発表者名
      早川尚志他
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Extreme space weather events in the observational history: the Carrington event and others2021

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hayakawa et al.
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 過去1.8世紀の歴史的アナログ記録に基づく激甚磁気嵐の規模推定の事例研究2020

    • 著者名/発表者名
      早川尚志、海老原祐輔、服部健太郎
    • 学会等名
      第148回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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