昼間側磁気圏界面磁気再結合過程に伴なう電離圏擾乱の南北非対称性に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02J01485
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 細川 敬祐 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
• キーワード: 電離圏 / 磁気再結合 / 磁気圏 / レーダー観測 / 磁力線 / 惑星間空間磁場 / オーロラ / サブストーム

研究概要

これまでの磁気流体計算機実験において、昼間側磁気圏界面における磁気再結合過程(磁気リコネクション)は、惑星間空間磁場の方向によって、さまざまな南北半球非対称性を作り出すと予想されてきた。しかし、磁気圏界面における人工衛星観測によって、その兆候を捕らえることは、単点観測という観測上の制限によってなされてこなかった。本研究では、開いた磁力線と閉じた磁力線の境界(open-closed field line boundary : OCFLB)を電離圏において見積もり、その南北半球での差異を明らかにすることを試みた。実際には、SuperDARNレーダーのデータのスペクトル幅と呼ばれるパラメータを用いて、OCFLBの同定をおこなった。まず始めに、統計的な手法を用いて、OCFLBの位置の南北比較を行ったが、そこでは有為な南北半球差異は認められなかった。これは、さまざまな惑星間空間の磁力線のトポロジーによって誘起されると考えられる南北差は、統計手法では抽出できないということを意味している。その結果を受けて、事例解析を通しOCFLBの南北差を明らかにすることを試みた。その結果、やはり昼間側磁気圏界面における磁気再結合過程が作り出す南北差は、電離圏レベルでは同定されず、OCFLBは、両半球で非常に調和的な変動をしていることがわかった。これは過去の計算機実験などが理想的な状況しか扱ってこなかったということを示唆している。しかし、これは事前に予想していなかったことであるが、夜側磁気圏における磁気再結合過程が引き起こしたと考えられる南北差を見出すことができた。この結果は、これまでの研究では示されたことのないものである。以上の結果は、磁気圏界面における磁気再結合過程が作り出す磁力線トポロジーの南北非対称性が、磁気流体計算機実験などで再現できるような単純なものではなく、夜側磁気圏における磁気再結合まで含めた系で議論する必要のある物理現象であることを示している。

研究成果

• [文献書誌] K.Hosokawa, E.E.Woodield, M.Lester, S.E.Milan, N.Sato, A.S.Yukimatu, T.Iyemori: "Statistical characteristics of Doppler spectral width as observed by the conjucate SuperDARN radars"Annales Geophysicae. 20. 1213-1223 (2002)
• [文献書誌] K.Hosokawa, E.E.Woodield, M.Lester, S.E.Milan, N.Sato, A.S.Yukimatu, T.Iyemori: "Interhemispheric comparison of spectral width boundary as observed by the SuperDARN radars"Annales Geophysicae. (印刷中).
• [文献書誌] K.Hosokawa, M.Sugino, M.Lester, N.Sato, A.S.Yukimatsu, T.Iyemori: "Simultaneous measurement of duskside subauroral irregularities from the CUTLASS Finland radar and EISCAT UHF system"Journal of Geophysical Research. 107. 10.1029/2002JA009494 (2002)