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電波観測を用いたデータ同化型太陽嵐到来予測モデルの構築

公募研究

研究領域太陽地球圏環境予測:我々が生きる宇宙の理解とその変動に対応する社会基盤の形成
研究課題/領域番号 18H04442
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

岩井 一正  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00725848)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード宇宙天気 / 太陽風 / データ同化 / 電波天文学 / 太陽嵐
研究実績の概要

通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は、宇宙空間の環境に依存している。そのため、太陽活動に起因する擾乱(太陽嵐)の地球周辺への到来予測が重要である。本研究では応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を、電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発することで、太陽起因の擾乱現象の地球への到来予報精度を向上させることを目的として以下の研究を行った。
計画初年度には、応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発を行い、完成させることに成功した。本モデルをまとめた論文が今年度に出版された。
また、本年度は過去の太陽嵐イベントに対して、本モデルで擬似的に予報を行い、電波観測データを同化することでどのように予報精度が向上するか、性能評価を行った。まず、過去に観測された太陽嵐のイベントリストから地球に向かって放出されたイベントを抽出した予報対象イベントリストを作り、次にそのリストのイベントに対して、電波観測データを同化しないモデルと、本研究で開発した電波観測データを同化するモデルで擬似的に予報を行い、それぞれのモデルの予報到達時間を実際の太陽嵐の到達時間と比較することで、電波観測データが予報結果に与える影響を調査した。その結果、現在最大で10時間以上にもなる太陽嵐到達予報時刻の誤差を5時間以下まで向上できることを明らかにした。本結果を論文にまとめて、現在査読付き国際誌に投稿中である。
並行して、情報通信研究機構の宇宙天気予報センターにて本モデルでリアルタイムに予報を行いその結果を発信するシステムを構築した。今後、人工衛星事業者など宇宙天気予報情報を必要とする多くの利用者に役立てられることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center/The Catholic University of America/LMSAL(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles2020

    • 著者名/発表者名
      Iwai Kazumasa、Yashiro Seiji、Nitta Nariaki V.、Kubo Yuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 888 号: 1 ページ: 50-50

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab57ff

    • 関連する報告書
      2019 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] Estimating the Temperature and Density of a Spicule from 100 GHz Data Obtained with ALMA2020

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Masumi、Kawate Tomoko、Okamoto Takenori J.、Yokoyama Takaaki、Narukage Noriyuki、Sakao Taro、Iwai Kazumasa、Fleishman Gregory D.、Shibata Kazunari
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 888 号: 2 ページ: L28-L28

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab62a5

    • 関連する報告書
      2019 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] Development of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2019

    • 著者名/発表者名
      Iwai, Kazumasa, Shiota, Daikou, Tokumaru, Munetoshi, Fujiki, Ken'ichi, Den, Mitsue, Kubo, Yuki
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 71 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1019-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative Study of Microwave Polar Brightening, Coronal Holes, and Solar Wind over the Solar Poles2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiki Ken’ichi、Shibasaki Kiyoto、Yashiro Seiji、Tokumaru Munetoshi、Iwai Kazumasa、Masuda Satoshi
    • 雑誌名

      Solar Physics

      巻: 294 号: 3 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1007/s11207-019-1418-6

    • 関連する報告書
      2018 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] Solar Polar Brightening and Radius at 100 and 230 GHz Observed by ALMA2019

    • 著者名/発表者名
      Selhorst Caius L.、Simoes Paulo J. A.、Brajsa Roman、Valio Adriana、de Castro C. G. Gimenez、Costa Joaquim E. R.、Menezes Fabian、Rozelot Jean Pierre、Hales Antonio S.、Iwai Kazumasa、White Stephen
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 871 号: 1 ページ: 45-45

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf4f2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai, Seiji Yashiro, Nariaki V. Nitta, and Yuki Kubo
    • 学会等名
      The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium “Toward the Solar-Terrestrial Environmental Prediction as Science and Social Infrastructure”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and operation of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and K. Kubo
    • 学会等名
      The 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4) and the 2nd ISEE Symposium “Toward the Solar-Terrestrial Environmental Prediction as Science and Social Infrastructure”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 惑星間空間におけるII型電波バーストのスペクトルの特徴と太陽高エネルギー粒子の関係2020

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、 八代誠司、新田就亮、久保勇樹
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽圏研究から見たSolar-C EUVSTへの期待と連携の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電波観測を用いたデータ同化型太陽嵐到来予測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      第7回PSTEP領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メートル波・マイクロ波の偏波観測による太陽大気の磁場測定2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heliospheric physics and space weather using IPS2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      Korea-Japan Space Weather Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IPS 観測データを用いた太陽嵐到来予測モデルの開発と内部太陽圏研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、塩田大幸
    • 学会等名
      「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」第4 回
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai, Daikou Shiota, Munetoshi Tokumaru, Kenichi Fujiki, Mitsue Den, Yuki Kubo
    • 学会等名
      International ISEE symposium "Recent progress in heliospheric physics by direct measurements of unexplored space plasmas"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] データ同化シミュレーションによる内部太陽圏の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正
    • 学会等名
      第3回 太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] データ同化シミュレーションによる内部太陽圏の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、塩田大幸、徳丸宗利、藤木謙一、田光江、久保勇樹
    • 学会等名
      2019年度太陽研究者連絡会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of space weather forecast system using interplanetary scintillation (IPS) observations2018

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and Y. Kubo
    • 学会等名
      the 3rd PSTEP International Symposium (PSTEP-3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IPS observation of ISEE2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai
    • 学会等名
      The Workshop on Solar Radio and IPS Data Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of CME forecast system using IPS based MHD simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iwai, D. Shiota, M. Tokumaru, K. Fujiki, M. Den, and Y. Kubo
    • 学会等名
      The Workshop on Solar Radio and IPS Data Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALMAによる太陽の単面鏡観測:ビームパターンモデルとデコンボリューション2018

    • 著者名/発表者名
      岩井 一正、Bastian Timothy、White Stephen、下条 圭美
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 惑星間空間シンチレーション観測を用いたデータ同化型 太陽嵐到来予測モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、塩田大幸、久保勇樹、田光江、徳丸宗利、藤木謙一
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 惑星間空間シンチレーション観測を用いた内部太陽圏の可視化と太陽嵐到来予測2018

    • 著者名/発表者名
      岩井一正、塩田大幸、徳丸宗利、藤木謙一、田光江、久保勇樹
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第144回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] IPS観測によるデータ同化型宇宙天気予報モデルを開発

    • URL

      http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/research-results/20190627.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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