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太陽フレア多波長スペクトルと地球環境への影響

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 18H04452
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
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

渡邉 恭子  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (10509813)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード太陽フレア放射 / 宇宙天気 / デリンジャー現象 / 全電子数(TEC)
研究実績の概要

まず太陽フレア放射を特徴付けるパラメータを同定するために、太陽フレア放射スペクトルと太陽フレアの基本的なパラメータとの比較を統計的に行った。この結果、太陽からのX線・極紫外線放射は太陽フレアループの形状(特にフレアループ長)との関係性が明確であることがわかった(Nishimoto et al., 2020)。この結果と1次元流体数値シミュレーション・輻射計算を用いて、個々のフレアにおける太陽フレア放射スペクトルを導出する数値計算モデルを作成した(Kawai et al., 2020)。この数値計算モデルより得られたフレア放射と、太陽フレア放射のモデルとして世界的に広く用いられているFISMによる放射計算の結果を、SDO/EVEによる観測結果と統計的に比べたところ、55nm以下の短波長側の放射を本研究がFISMよりも良く再現していることが確認された。また、太陽フレアからの極紫外線放射の時間変動は、フレアループ内のプラズマ温度の時間発展より再現できるため、物理法則を用いてフレアループ内のプラズマの分布とその時間変動を再現できれば、極紫外線放射の時間変動も再現できることが分かった(Nishimoto et al., 2021)。
上記のモデル計算で得られた太陽フレア放射スペクトルを、情報通信研究機構において運用されている大気圏・電離圏結合全球モデル GAIA(Jin et al., 2011) に入力することにより、太陽フレア時の電離圏の電子密度変動を見積もった。2017年9月6日に発生したX9.3クラスフレアにおいて本計算値とGSP観測網による全電子数(TEC)の観測値との比較を行なったところ、TECの変動には電離圏の電離に主に効いていると思われていたX線ではなく、15-35nmの紫外線放射の方が主に効いていることが分かった(Watanabe et al., 2021)。

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

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 15件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Validation of computed extreme ultraviolet emission spectra during solar flares2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Shohei、Watanabe Kyoko、Kawai Toshiki、Imada Shinsuke、Kawate Tomoko
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 79-79

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01402-7

    • 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
  • [雑誌論文] Model-based reproduction and validation of the total spectra of a?solar flare and their impact on the global environment at the X9.3 event of September 6, 20172021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kyoko、Jin Hidekatsu、Nishimoto Shohei、Imada Shinsuke、Kawai Toshiki、Kawate Tomoko、Otsuka Yuichi、Shinbori Atsuki、Tsugawa Takuya、Nishioka Michi
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 73 号: 1 ページ: 96-96

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01376-6

    • 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
  • [雑誌論文] White-light Emission and Chromospheric Response by an X1.8-class Flare on 2012 October 232020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kyoko、Imada Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 891 号: 1 ページ: 88-88

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab711b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical and Observational Research on Solar Flare EUV Spectra and Geometrical Features2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Shohei、Watanabe Kyoko、Imada Shinsuke、Kawate Tomoko、Lee Kyoung-Sun
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 904 号: 1 ページ: 31-31

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbacb

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nowcast of an EUV dynamic spectrum during solar flares2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Toshiki、Imada Shinsuke、Nishimoto Shohei、Watanabe Kyoko、Kawate Tomoko
    • 雑誌名

      Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics

      巻: 205 ページ: 105302-105302

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2020.105302

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Energetic Protons Inferred from White-light Flares2021

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Source region dynamics of white light flares2021

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe
    • 学会等名
      IIA-50 Conference "Advances in Observations and Modelling of Solar Magnetism and Variability"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機械学習を用いたフレアループ長の推定2021

    • 著者名/発表者名
      西本将平, 河合敏輝, 渡邉恭子, 今田晋亮
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Validation of solar flare emission spectra and their impact on the ionosphere2021

    • 著者名/発表者名
      西本 将平, 渡邉恭子, 陣英克, 河合敏輝, 今田晋亮, 川手朋子
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Validation of EUV dynamic spectra during solar flare2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada, Toshiki Kawai, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      PSTEP-4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar flare EUV spectra and effect to the Earth’s atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Shohei Nishimoto, Shinsuke Imada, Toshiki Kawai, Mitsuru Matsumura, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee, Hidekatsu Jin
    • 学会等名
      PSTEP-4
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測データを用いた太陽フレア多波長スペクトルモデルの検証2020

    • 著者名/発表者名
      西本将平, 渡邉恭子, 今田晋亮, 河合敏輝, 川手朋子, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 観測データによる太陽フレアEUV放射スペクトルモデルの検証2020

    • 著者名/発表者名
      西本将平, 渡邉恭子, 今田晋亮, 河合敏輝, 川手朋子, Kyoung-Sun Lee
    • 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] Validation of EUV dynamic spectra and their impact on the ionosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada, Toshiki Kawai, Tomoko Kawate, Hidekatsu Jin, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値モデルによる太陽フレアEUV放射スペクトル観測の検証2020

    • 著者名/発表者名
      西本将平, 渡邉恭子, 河合敏輝, 今田晋亮, 川手朋子
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reproduction and validation of flare spectra and their impact on the global environment at the X9.3 event of September 6, 20172020

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, H. Jin, S. Nishimoto, S. Imada, T. Kawai, T. Kawate
    • 学会等名
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会総会および講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Validation of Extreme ultraviolet Emission Spectra During Solar Flares2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Toshiki Kawai, Shinsuke Imada, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会総会および講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of solar flare loop length by machine learning2020

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kawai Toshiki, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada
    • 学会等名
      2020 AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproduction and validation of flare spectra and their impact on the global environment2020

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Hidekatsu Jin, Shohei Nishimoto, Shinsuke Imada, Kawai Toshiki, Tomoko Kawate
    • 学会等名
      2020 AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical and observational research of solar flare for constructing total emission spectra prediction model2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical and Observational Research of Solar Flare Spectra for Total Emission Spectra Prediction Model2019

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Shohei Nishimoto, Shinsuke Imada, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      AOGS 16th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of Solar Flare EUV Emission Spectral Prediction Model2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada, Toshiki Kawai, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      Hinode-13
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽フレアEUV放射スペクトル予測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      西本将平, 渡邉恭子, 今田晋亮 , 河合敏輝, 川手朋子, Kyoung-Sun Lee
    • 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] Statistical and Observational Research of Solar Flare EUV Spectra and Geometrical Features for Predicting Total Flare Emission Spectra2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nishimoto, Kyoko Watanabe, Shinsuke Imada, Toshiki Kawai, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      2019 AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Derivation of Solar Flare Total Spectra from Flare Geometrical Features2018

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Shohei Nishimoto, Shinsuke Imada, Tomoko Kawate, Kyoung-Sun Lee
    • 学会等名
      AOGS 15th Annual Meeting, Hawaii
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar Flare Impulsivity and Its Relationship with Other Related Phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Kazuhiro Yamazaki, Shin Arima, Yoshimasa Hori, Satoshi Masuda
    • 学会等名
      AOGS 15th Annual Meeting, Hawaii
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A systematic study of microwave and hard X-ray observations to search for characteristics of white-light flares2018

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Watanabe, Kosuke Tsuruda, Satoshi Masuda, Sam Krucker
    • 学会等名
      Hinode12, Granada, Spain
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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