熱圏直接観測による中規模大気重力波と電離圏プラズマバブルの発生関係の検証

• 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: 18H04446
• 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: 九州大学
• 研究代表者: Liu Huixin 九州大学, 理学研究院, 准教授 (70589639)
• 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: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018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: プラズマバブル / 大気重力波 / gravity waves / plasma bubble seeding / Plasma bubble / atmosphere gravity wave

研究実績の概要

本研究の目的は、衛星による電離圏F層の観測と、電離圏赤道プラズマバブル（EPB）の衛星・地上観測と、高精細EPBモデルを併用して、大気重力波のEPB励起源としての役割を詳細に解明するである。研究成果として以下の３点に達成した。
１　COSMIC衛星観測により、成層圏突然昇温がプラズマバブルに与える影響を解析した。その結果、プラズマバブルの発生頻度が３割ほど減ったことが明らかになった（Yu他２０２０）。
２　地上と衛星の同時観測により、プラズブロブがプラズマバブルの成長期に形成される傾向があることを示した（Wang et al., 2019）。
３　高精細EPBモデルを用いて、大気重力波による中性風変動がプラズマバブルの生成種にメカニズムを数値シミュレーションで示した(Yokoyama et al., 2020)。
本研究の実施により、プラズマバブルの発生メカニズムと予測に繋がる点において、新学術領域「太陽地球圏環境予測」の推進に貢献できた。さらに、本研究で得られる結果を、他グループによって開発される宇宙天気予報モデルと結合することで衛星通信、全球測位システムへの電離圏擾乱の影響予測へと発展す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。

研究成果

• [国際共同研究] University of Geology/Institute of Geology and Geophysics(中国)
• [雑誌論文] Ionospheric F Layer Scintillation Weakening as Observed by COSMIC/FORMOSAT‐3 During the Major Sudden Stratospheric Warming in January 2013 (2020)
  • 著者名/発表者名: Yu Tao、Ye Hailun、Liu Huixin、Xia Chunliang、Zuo Xiaomin、Yan Xiangxiang、Yang Na、Sun Yangyi、Zhao Biqiang
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 125 号: 9 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2019ja027721
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Interhemispheric Transport of the Ionospheric F Region Plasma During the 2009 Sudden Stratosphere Warming (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang Ruilong、Liu Libo、Liu Huixin、Le Huijun、Chen Yiding、Zhang Hui
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 47 号: 6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2020gl087078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potential for the measurement of mesosphere and lower thermosphere (MLT) wind, temperature, density and geomagnetic field with Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder 2 (SMILES-2) (2020)
  • 著者名/発表者名: P. Baron, S. Ochiai, E. Dupuy, R. Larsson, H. Liu, N. Manago, D. Murtagh, S. Oyama, H. Sagawa, A. Saito, T. Sakazaki, M. Shiotani, and M. Suzuki
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 13 号: 1 ページ: 219-237
  • DOI: 10.5194/amt-13-219-2020
  • NAID: 120006895412
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Plasma Blobs Concurrently Observed With Bubbles in the Asian‐Oceanian Sector During Solar Maximum (2019)
  • 著者名/発表者名: Wang Zheng、Liu Huixin、Shi Jiankui、Wang Guojun、Wang Xiao
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 124 号: 8 ページ: 7062-7071
  • DOI: 10.1029/2018ja026373
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seeding of Equatorial Plasma Bubbles by Vertical Neutral Wind (2019)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Tatsuhiro、Jin Hidekatsu、Shinagawa Hiroyuki、Liu Huixin
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 号: 13 ページ: 7088-7095
  • DOI: 10.1029/2019gl083629
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical structure of terdiurnal tides in the Antarctic MLT region: 15-year observation over Syowa (69S, 39E) (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu, M. Tsutsumi, Hanli Liu
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 46 ページ: 1-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Precursor effect of March 11 2011 off the coast of Tohoku earthquake on high and low latitude ionospheres and its possible disturbing mechanism (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Oyama, C. H. Chen, L. Bankov, D. Minakshi, K. Ryu, J.Y. Liu, Huixin Liu
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 12 号: 8 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.asr.2018.12.042
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observations of low-latitude travelling ionospheric disturbances by a 630.0-nm airglow imager and the CHAMP satellite over Indonesia (2019)
  • 著者名/発表者名: A. C. Moral, K. Shiokawa, S. Suzuki, Huixin Liu, Y. Otsuka, C. Y. Yatini
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 124 ページ: 1-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] El Nino Southern Oscillation effect on quasi-biennial oscillations of temperature diurnal tides in the mesosphere and lower thermosphere (2018)
  • 著者名/発表者名: Sun, Y., Huixin Liu, Yasunobu Miyoshi, Libo Liu, Loren C. Chang
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0832-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of electron acoustic waves in the topside ionosphere from coupling with kinetic Alfven waves: a new electron energization mechanism (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Shi, B. Ni, D. Summers, Huixin Liu, Y. Yoshikawa, B. Zhang
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters, 巻: 45 ページ: 1-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Akatsuki at Venus: the first year of scientific operation (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Nakamura, D. Titov, K. McGouldrick, P. Drossart, J.L. Bertaux, Huixin Liu
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 70 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/s40623-018-0916-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The upper atmosphere and space weather (2020)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: JpGU2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The invisible ionosphere in the sky (2020)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: SGEPSS
  • 招待講演
• [学会発表] The data policy of American geophysical union, SGEPSS annual meeting (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: SGEPSS
  • 招待講演
• [学会発表] Global distribution of Medium-scale gravity waves observed by GOCE (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: International Space Science Institute
• [学会発表] Numerical simulation of neutral wind seeding of equatorial plasma bubbles (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: International Space Science Institute
• [学会発表] Gravity waves and its role in seeding equatorial plasma bubbles (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: 150 km Echo (ISSI international focus workshop)
  • 国際学会
• [学会発表] ENSO effects on MLT diurnal tides: a 21-year reanalysis-driven GAIA model simulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: AGU Champman Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Plasma blobs and bubbles concurrently observed by ROCSAT-1 and ionosonde in Equatorial Ionization Anomaly region in the Asian-Oceanian sector (2019)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: AGU Champman Conference
  • 国際学会
• [学会発表] ENSO effects on MLT diurnal tides: a 21-year reanalysis-driven GAIA model simulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: AOGS
  • 国際学会
• [学会発表] Gravity waves and its role in seeding equatorial plasma bubbles (2018)
  • 著者名/発表者名: Huixin Liu
  • 学会等名: JpGU
  • 国際学会
• [備考] 研究業績
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004385/research.html#3387926360
• [学会・シンポジウム開催] JpGU (2020)