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宇宙空間からの高エネルギー粒子降下による極域大気変容の南北共役性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22KK0049
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関国立極地研究所

研究代表者

門倉 昭  国立極地研究所, 先端研究推進系, 教授 (70185883)

研究分担者 小財 正義  大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等), データサイエンス共同利用基盤施設, 特任研究員 (60781739)
片岡 龍峰  国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (90462671)
研究期間 (年度) 2022-10-07 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2027年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2026年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード南北共役性 / アイスランド観測 / 南極昭和基地 / オーロラ現象 / 高エネルギー粒子降下 / 極域大気変容 / アイスランド
研究開始時の研究の概要

オーロラ帯に位置し、地磁気共役点の位置関係にある北極域のアイスランドと南極昭和基地との間で、宇宙空間から極域大気に降下するオーロラ粒子から銀河宇宙線までの幅広いエネルギー範囲の粒子の降り込みと、それによる極域大気の応答を南北同時に観測し、宇宙空間からの高エネルギー粒子降下が地球大気に及ぼす影響の南北共役性を解明することを目的とする。

研究実績の概要

2023年9月9日~18日の間、アイスランドの2観測点(チョルネス、フッサフェル)に3名(門倉(研究代表者)、他大学共同研究者2名)が出張して各種保守作業を実施するとともに、通年の自動観測を継続した。チョルネスでは、3名により、プロトンオーロラスペクトログラフ機器一式の撤収の他、不具合が発生していた無線LAN装置、超高層モニタリングデータ用データロガー、Watec全天カメラ用ビデオサーバー、高速オーロライメージャの修復作業、フラックスゲート磁力計のアライメント調整などを行った。フッサフェルでは、2名により、持ち込んだBe-7大気中濃度測定用サンプラーの設置・観測開始、ナイトビュア型全天TVカメラの撤収、掃天フォトメータの撤収・持ち帰り、リオメータアンテナ修理、イメージングリオメータ被害状況確認、NTPサーバーの再設置、フラックスゲート磁力計のアライメント調整、その他保守作業などを行った。9月13日と16日には、アイスランド大学科学研究所の対応研究者(Gunnlaugur教授)を訪問し情報交換と持帰り輸送物資の委託を行った。チョルネス滞在中の9月12日には、約60km南のKarhollにあるCIAO(China Iceland Joint Arctic Observatory)を訪問し、アイスランド側の関係者に内部を案内してもらい、観測所の状況や今後の予定などについて情報交換を行った。
あらせ衛星との同時観測イベント3夜、昭和基地との同時観測イベント4夜、のデータ取得が出来た。
アイスランド観測についての下記WEBページを整備した他、IUGONETシステムによるデータ公開も進めた:
https://polaris.nipr.ac.jp/~aurora/uapm/ConjugateObs_index.html
アイスランドと昭和基地データを用いた論文が3篇、国際学術誌に出版された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

アイスランドの2観測点に出張して、各種機器の修理・保守作業、観測終了機器の撤収、Be-7大気サンプラーの再設置・運用再開、アイスランド大学の共同研究者との情報交換、中国アイスランド北極観測所の現状の把握、などを計画通り順調に実施出来た。また、他大学の若手研究者に現地の状況を理解して頂き、今後の共同研究の進展についても打ち合わせることが出来た。
国内においては、アイスランド観測についてのWEBページの整備やデータ処理・公開を進めることが出来た他、Be-7観測に関する共同研究や将来の宇宙線観測についての検討なども進めることが出来た。
新規導入する予定のスペクトルリオメータについては、主担当の共同研究者が南極越冬観測から帰国後の次年度に、昭和基地側や海外の他観測点での同様な観測器の稼働状況なども参考にして、改めて具体的な導入計画を策定することとした。

今後の研究の推進方策

研究分担者や協力者、その他アイスランド観測に関係する共同研究者との間での協議・打合せを定期的に行い、スペクトルリオメータや全天単色イメージャの新規設置計画や、宇宙線観測装置設置可能性の検討、アイスランドー昭和基地共役点観測データを用いたデータ解析、研究成果創出、及びデータ公開を計画的に推進する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 11件、 オープンアクセス 15件、 査読あり 13件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] アイスランド大学(アイスランド)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アイスランド大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New observational projects in New Zealand for studying radiation belt loss processes in the deep inner magnetosphere: instrumentation, operation by solar power and initial results2024

    • 著者名/発表者名
      Obana, Y., K. Sakaguchi, M. Nose, K. Hosokawa, P. Jaquiery, S. Saita, K. Shiokawa, M. Connors, A. Kadokura, T. Nagatsuma, and Tanja Petersen
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 76 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1186/s40623-024-01990-0

    • 関連する報告書
      2023 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] Data mining of cosmic-ray anisotropy observed with the Global Muon Detector Network2023

    • 著者名/発表者名
      Kozai Masayoshi、Hayashi Y.、Kato C.、Munakata K.、Masuda Y.、Iwai K.、Rockenbach M.、Dal Lago A.、R. S. Mendonca R.、Echer E.、V. Bageston J.、R. Braga C.、K. Al Jassar H.、M. Sharma M.、L. Duldig M.、E. Humble J.、Kadokura A.、Kataoka R.、Miyake S.、Sabbah I.、Mangeard P.-S.、Kuwabara T.、Evenson P.
    • 雑誌名

      Proceedings of 38th International Cosmic Ray Conference - PoS(ICRC2023)

      巻: - ページ: 1279-1279

    • DOI

      10.22323/1.444.1279

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Longitudinal development of cosmic noise absorption based on multipoint observations at subauroral latitudes during storm-time substorms on August 25-28, 20182023

    • 著者名/発表者名
      Kato, Y., K. Shiokawa, Y. Tanaka, M. Ozaki, A. Kadokura, S. Oyama, A. Oinats, M. Connors, and D. G. Baishev
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 128 号: 1

    • DOI

      10.1029/2023ja031950

    • 関連する報告書
      2023 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] Atmospheric Ionizations by Solar X‐Rays, Solar Protons, and Radiation Belt Electrons in September 2017 Space Weather Event2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Kiyoka、Kataoka Ryuho、Nishiyama Takanori、Sato Kaoru、Tsutsumi Masaki、Tanaka Yoshimasa、Ogawa Yasunobu、Sato Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: 21 号: 12

    • DOI

      10.1029/2023sw003651

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rigidity dependence of long-term cosmic ray variation2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Chihiro、Munakata Kazuoki、Kataoka Ryuho、Miyake Shoko、Kozai Masayoshi、Hayashi Yuki、Masuda Yoshiki、Matsumoto Mizuki
    • 雑誌名

      Proceedings of 38th International Cosmic Ray Conference - PoS(ICRC2023)

      巻: - ページ: 1277-1277

    • DOI

      10.22323/1.444.1277

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Statistical Study of Longitudinal Extent of Pc1 Pulsations Using Seven PWING Ground Stations at Subauroral Latitudes2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Jie、Shiokawa Kazuo、Oyama Shin‐Ichiro、Otsuka Yuichi、Jun Chae‐Woo、Nose Masahito、Nagatsuma Tsutomu、Sakaguchi Kaori、Kadokura Akira、Ozaki Mitsunori、Connors Martin、Baishev Dmitry、Nishitani Nozomu、Oinats Alexey、Kurkin Vladimir、Raita Tero
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 128 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1029/2021ja029987

    • 関連する報告書
      2022 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 Alternative Methodology of Fair‐Weather Identification for Ground‐Based Measurement of AEF at the Polar Region2023

    • 著者名/発表者名
      Minamoto Yasuhiro、Kamogawa Masashi、Kadokura Akira、Sato Mitsuteru、Omiya Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 128 号: 5

    • DOI

      10.1029/2021jd035732

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Slow Contraction of Flash Aurora Induced by an Isolated Chorus Element Ranging From Lower‐Band to Upper‐Band Frequencies in the Source Region2022

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Mitsunori、Yagitani Satoshi、Shiokawa Kazuo、Tanaka Yoshimasa、Ogawa Yasunobu、Hosokawa Keisuke、Kasahara Yoshiya、Ebihara Yusuke、Miyoshi Yoshizumi、Imamura Kousuke、Kataoka Ryuho、Oyama Shin‐ichiro、Chida Teppei、Kadokura Akira
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 9

    • DOI

      10.1029/2021gl097597

    • 関連する報告書
      2022 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] Instantaneous Achievement of the Hall and Pedersen-Cowling Current Circuits in Northern and Southern Hemispheres During the Geomagnetic Sudden Commencement on 12 May 20212022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Takashi、Araki Tohru、Hashimoto Kumiko K.、Ebihara Yusuke、Tanaka Takashi、Nishimura Yukitoshi、Vichare Geeta、Sinha Ashwini K.、Chum Jaroslav、Hosokawa Keisuke、Tomizawa Ichiro、Tanaka Yoshimasa、Kadokura Akira
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 9 ページ: 879314-879314

    • DOI

      10.3389/fspas.2022.879314

    • 関連する報告書
      2022 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] Mesospheric ionization during substorm growth phase2022

    • 著者名/発表者名
      Murase K.、Kataoka R.、Nishiyama T.、Nishimura K.、Hashimoto T.、Tanaka Y.、Kadokura A.、Tomikawa Y.、Tsutsumi M.、Ogawa Y.、Uchida H. A.、Sato K.、Kasahara S.、Mitani T.、Yokota S.、Hori T.、Keika K.、Takashima T.、Kasahara Y.、et al.
    • 雑誌名

      Journal of Space Weather and Space Climate

      巻: 12 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1051/swsc/2022012

    • 関連する報告書
      2022 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] Investigation of the Differences in Onset Times for Magnetically Conjugate Magnetometers2022

    • 著者名/発表者名
      Weygand James M.、Zesta Eftyhia、Kadokura Akira、Oliveira Denny M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 9

    • DOI

      10.3389/fspas.2022.896199

    • 関連する報告書
      2022 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] Poleward Moving Auroral Arcs and Pc5 Oscillations2022

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T.、Wright A. N.、Takahashi K.、Elsden T.、Ebihara Y.、Sato N.、Kadokura A.、Tanaka Y.、Hori T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 127 号: 8

    • DOI

      10.1029/2022ja030362

    • 関連する報告書
      2022 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-amplitude Bidirectional Anisotropy of Cosmic-Ray Intensity Observed with Worldwide Networks of Ground-based Neutron Monitors and Muon Detectors in 2021 November2022

    • 著者名/発表者名
      Munakata K.、Kozai M.、Kato C.、Hayashi Y.、Kataoka R.、Kadokura A.、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 938 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac91c5

    • 関連する報告書
      2022 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] Modeling the Effects of Drift Shell Splitting in Two Case Studies of Simultaneous Observations of Substorm‐Driven Pi1B and IPDP‐Type EMIC Waves2022

    • 著者名/発表者名
      Salzano Michelle、Lessard Marc R.、Noh Sungjun、Kim Hyomin、Waters Colin、Engebretson Mark J.、Horne Richard、Clilverd Mark、Kadokura Akira、Tanaka Yoshimasa、Kim Khan‐Hyuk、Matzka Jurgen、Fromm Tanja、Goldstein Jerry、Kim Myeong Joon
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 127 号: 10

    • DOI

      10.1029/2022ja030600

    • 関連する報告書
      2022 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] Local environmental effects on cosmic ray observations at Syowa Station in the Antarctic: PARMA-based snow cover correction for neutrons and machine learning approach for neutrons and muons2022

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Ryuho、Sato Tatsuhiko、Kato Chihiro、Kadokura Akira、Kozai Masayoshi、Miyake Shoko、Murase Kiyoka、Yoshida Lihito、Tomikawa Yoshihiro、Munakata Kazuoki
    • 雑誌名

      Journal of Space Weather and Space Climate

      巻: 12 ページ: 37-37

    • DOI

      10.1051/swsc/2022033

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 国立極地研究所におけるオーロラデータアーカイブの現状と将来2024

    • 著者名/発表者名
      門倉昭
    • 学会等名
      極域データサイエンスに関する研究集会 II
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 地上ミューオン計を用いた銀河宇宙線異方性のrigidityスペクトルの推定2024

    • 著者名/発表者名
      小財正義, 門倉昭, 片岡龍峰, 加藤千尋, 宗像一起, 三宅晶子, 櫻井敬久
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気中宇宙線生成核種Be-7の観測データセットについて2024

    • 著者名/発表者名
      櫻井敬久, 門叶冬樹, 武山美麗, 小財正義, 門倉昭
    • 学会等名
      極域データサイエンスに関する研究集会 II
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 国立極地研究所におけるオーロラデータアーカイブの現状と将来2023

    • 著者名/発表者名
      門倉昭, 小川 泰信, 田中 良昌, 片岡 龍峰
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Auroral conjugate observation network in Antarctica using unmanned system: Current status and future perspective2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Kadokura, Yoshimasa Tanaka, Yasunobu Ogawa, Ryuho Kataoka, Masaki Okada, Hisao Yamagishi, Yuichi Otsuka, Henri Robert, Gopi K. Seemala, Michael Kosch
    • 学会等名
      第14回極域科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] GMDNで観測された宇宙線変動のデータマイニング手法を活用した研究2023

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Kozai, Yuki Hayashi, Chihiro Kato, Kazuoki Munakata, Akira Kadokura, Ryuho Kataoka, Shoko Miyake
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Data mining of cosmic-ray anisotropy observed with the Global Muon Detector Network2023

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Kozai, Y. Hayashi, C. Kato, K. Munakata, Y. Masuda, K. Iwai, M. Rockenbach, A. Dal Lago, R. R. S. Mendonca, E. Echer, J. V. Bageston, C. R. Braga, H. K. Al Jassar, M. M. Sharma, M. L. Duldig, J. E. Humble, A. Kadokura, R. Kataoka, S. Miyake, I. Sabbah, P.-S. Mangeard, T. Kuwabara, P. Evenson
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アイスランドでの宇宙線ミューオン観測へ向けた検討2023

    • 著者名/発表者名
      小財正義, 門倉昭, 片岡龍峰, 加藤千尋, 宗像一起, 三宅晶子, 櫻井敬久
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Antarctic large area network observation of auroral phenomena using unmanned system: Event studies of multi-point simultaneous observations2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Kadokura, Yasunobu Ogawa, Yoshimasa Tanaka, Hisao Yamagishi, Masaki Okada, Ryuho Kataoka, Herbert Akihito Uchida, Yuichi Otsuka, Tetsuo Motoba, Natsuo Sato, Gunnlaugur Bjornsson, Jean Rasson, Henri Robert, Ashwini K. Sinha, and Gopi K. Seemala
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オーロラ活動に伴う銀河強度の変動:南極昭和基地における掃天フォトメータ観測2022

    • 著者名/発表者名
      門倉昭
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第152回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Antarctic large area network observation of auroral phenomena using unmanned system: Event studies of multi-point simultaneous observations2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Kadokura, Yasunobu Ogawa, Yoshimasa Tanaka, Hisao Yamagishi, Masaki Okada, Ryuho Kataoka, Yuichi Otsuka, Henri Robert, Ashwini K. Sinha, and Gopi K. Seemala
    • 学会等名
      第13回極域科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Iceland - Syowa Conjugate Observation

    • URL

      https://polaris.nipr.ac.jp/~aurora/uapm/ConjugateObs_index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-10-11   更新日: 2024-12-25  

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