南北両半球へのオ-ロラ粒子エネルギ-流入動態の研究

1991 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 01044143
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 佐藤 夏雄 国立極地研究所, 研究系, 教授 (50132709)
• 研究分担者: SAEMUNDSSON トルスタイン. アイスランド大学, 科学研究所, 教授 ; KRISTJANSSON レオ. アイスランド大学, 科学研究所, 主任研究官 ; 橋本 岳 京都大学, 工学部, 助手 (60228418) ; 菊地 崇 通信総合研究所, 平磯支所, 室長 ; 宮岡 宏 国立極地研究所, 研究系, 助手 (10150046) ; 門倉 昭 国立極地研究所, 研究系, 助手 (70185883) ; 小野 高幸 国立極地研究所, 資料系, 助教授 (10141996) ; 西野 正徳 名古屋大学, STE研究所, 助手 (70023679) ; 利根川 豊 東海大学, 工学部, 助教授 (80188763) ; 島倉 信 千葉大学, 工学部, 助教授 (00009721) ; 山岸 久雄 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (20132714) ; 荒木 喬 弘前大学, 教育学部, 助教授 (10111220) ; 麻生 武彦 京都大学, 工学部, 助教授 (10026255) ; 福西 浩 東北大学, 理学部, 教授 (90099937) ; 江尻 全機 国立極地研究所, 情報科学センター, 教授 (30013692) ; 平澤 威男 国立極地研究所, 研究系, 教授 (30011571) ; SAEMUNDSSON Thorsteinn Science Institute, University of Iceland
• 研究期間 (年度): 1989 – 1991
• キーワード: 地磁気共役点 / 南極昭和基地 / アイスランド / オ-ロラ / 地磁気変動 / リオメ-タ / プラズマ波動 / ELF / VLF waves

研究概要

本研究は、ダイナミックに変動するオ-ロラ粒子流入動態や、それに伴うプラズマ波動を1本の磁力線で結ばれた観測点(地磁気共役点)である南半球の南極昭和基地付近と北半球のアイスランド国内の多点観測網で同時観測する。この両半球における多点同時総合観測と我が国のオ-ロラ総合観測衛星EXOSーDによる磁気圏内の直接観測デ-タとを組合せることにより、オ-ロラ粒子エネルギ-の南北両半球への流入動態、及びオ-ロラ現象の生成・伝播機構解明の手がかりを得ることを目的とする。この目的にそって進めてきた観測・研究経過と3年間の研究実績を以下にまとめる。
「平成元年度の観測・研究経過」
*オ-ロラ現象に伴う地磁気変動の時間的・空間的変動を詳細に調査するために、アイスランド国内で多点観測を実施した。PC5と呼ばれる長周期地磁気脈動に注目し研究を進めてきた。
*昭和基地の共役点であるアイスランドのフッサフエルとチョルネスにおいて高感度オ-ロラTVカメラを用いて可視オ-ロラの同時観測を実施した。
*VLF帯自然電磁波動の方向探査観測器の予備観測を実施し、本観測へ向けての諸条件が確認できた。
*地磁気変動、リオメ-タ、プラズマ波動のモニタリング観測を通年にわたり実施した。
「平成2年度の観測・研究経過」
*アイスランドのチョルネスにイメ-ジングリオメ-タを設置した。この観測装置により、昼夜天候に左右されることなくオ-ロラ高エネルギ-降下粒子の空間的・時間的変化を観測することができるようになった。また、このリオメ-タとTVカメラによるオ-ロラとの同時観測により、オ-ロラのタイプ別での比較を行ない、その有効性が明らかになった。
*高感度TVカメラによるオ-ロラの共役点観測では、脈動オ-ロラやコロナ状オ-ロラの興味深いデ-タが得られた。
*モニタリング観測も前年に引き続き通年観測を実施した。
「平成3年度の観測・研究経過」
*地磁気多点観測を平成元年度に引き続き本格観測を実施した。
*VLF方向探査の本観測をフッサフエルにおいて実施した。
*イメ-ジングリオメ-タの性能検査を航空機を用いて実施した。
*地磁気活動が活発な年であり、赤いオ-ロラが昭和基地とアイスランドとで同時観測できた。
*オ-ロラの発光高度を精密に測定するためのオ-ロラ立体観測をアイスランドのフッサフエルとエフリの2ヶ所で実施した。
*モニタリング観測は前年度に引き続き実施した。
「3年間で得られた研究実績と今後の見通し」
*イメ-ジングリオメ-タは天候に左右されることなくオ-ロラ粒子観測ができることから最も有効な観測手段の一つであることが確証できた。この装置は平成4年2月に昭和基地にも設置され、共役点観測が可能となり、多くの興味深い研究成果が得られるものと期待している。
*可視オ-ロラの共役点観測は最も興味深いものである。しかし、天気の不一致から毎年数日間しか同時観測できないのが現実である。今迄に得られた貴重なデ-タ解析は進んでいるが、今後とも観測を継続し、サンプル数を増やす必要がある。
*モニタリングデ-タによる統計的解析からは、日変化、季節変化、年変化等の多くの興味深い結果が得られた。特に日照効果と太陽活動の効果がオ-ロラ現象に及ぼす影響については、この共役点観測・研究により初めて明らかにした。
*共役点位置の自然現象から導出する方法を、可視オ-ロラ、地磁気脈動、VLF波動等を用いて研究した。今後は、リオメ-タ観測デ-タも含めて実施することにより、多くの新しい事実が明らかになるものと期待している。
*今後はオ-ロラのスペクトル、発光高度の共役点同時観測が重要になると考えている。

研究成果

• [文献書誌] Sato,N.: "Conjugacy of ELFーVLF emission activities in the auroral zones." Journal of Geophysical Research. 95. 7847-7856 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato,N.: "Unstructured Pc1ー2 pulsations observed at geomagnetically conjugate stations in the auroral zones." Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 42. 653-662 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato,N.: "Solar influence of ELFーVLF emission observed at conjugate stations." Journal of Geophysical Research. 96. 11445-11460 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Takahashi: "On the standing wave mode of giant pulsations." Journal of Geophysical Research. 97. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Saka,O.: "An excitation of Pc5 pulsations in the morning sector by a local injection of particles." Journal of Geophysical Research. 97. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hayakawa,M.: "A study of polarization of IPDP micropulsations and their generation mechanism." Planetary and Space Science. 40. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Natsuo, Sato: "Conjugacy of ELF/VLF emission activities in the auroral zones" Journal of Geophysical Research. 95. 7847-7856 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Natsuo, Sato: "Unstructured Pc 1-2 pulsations observed at geomagnetically conjugate stations in the auroral zones" Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 42. 653-662 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kiyohumi, Yumoto: "Observation of gloval Pi 2-range magnetic pulsations" Journal of Geophysical Research. 95. 15175-15184 (1990)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Natsuo, Sato: "Solar influence of ELF-VLF emission observed at conjugate stations" Journal of Geophysical Research. 96. 11455-11460 (1991)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K., Takahashi: "On the standing wave mode of giant pulsations" Journal of Geophysical Research. 97. (1992)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より