中緯度電離圏・熱圏変動の時間的・空間的構造の解明

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03452065
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 深尾 昌一郎 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (30026249)
• 研究分担者: 山中 大学 京都大学, 超高層電波研究センター, 講師 (30183982) ; 菊池 崇 郵政省, 通信総合研究所・平磯宇宙環境センター, 企画調査課長 ; 佐藤 亨 京都大学, 工学部・電気工学第二教室, 講師 (60162450) ; 山本 衛 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (20210560)
• キーワード: 中緯度電離圏F領域 / ISレ-ダ-観測 / 電子密度勾配 / TID / 内部重力波 / 地磁気擾乱

研究概要

MUレ-ダ-による4ビ-ム・シングルパルス観測モ-ドにより、地磁気静穏日の電離圏F領域における多点同時観測を実施した。得られたデ-タは大型計算機により流星エコ-やE層FAIエコ-等の雑音除去が行われた後、約2分の時間分解能で磁気テ-プおよび大容量ディスクに格納された。本観測デ-タは後述される電離圏F領域の時間変動および空間構造の研究に用いられたほか、同種の既存デ-タである1989年3月(地磁気擾乱日)、1990年4月および11月(地磁気静穏日)のデ-タと比較され、中緯度電離圏・熱圏構造の日変動、季節変動、太陽活動度依存性、地磁気擾乱度依存性の解析に用いられた。
上記のMUレ-ダ-観測から得られた東西南北4ビ-ム方向の受信エコ-強度差に基づき、F領域電子密度の水平方向勾配、F層ピ-ク高度平面の傾きを導出した。また、F層ピ-ク高度の変動あるいは電子密度の変動からF領域擾乱を抽出し、各ビ-ム方向における変動の位相差から擾乱の水平伝搬速度を導出した。以上の導出物理量を基にして、中緯度における電離圏F領域構造およびF領域擾乱の水平伝搬特性の定量的解析を行い、以下の知見を得た。(1)F領域電子密度勾配およびF層ピ-ク高度平面の傾きの日変動には顕著な規則性が見いだされた。これは赤道F領域における電離圏電場および中緯度F領域における中性大気風の影響を示唆している。(2)地磁気擾乱日のF領域擾乱はほとんどすべてが北から南へ伝搬する。これは極域の電離圏擾乱の中緯度への伝搬を示している。
これらの研究の過程において、デ-タの解析・計算およびデ-タの入出力・格納のためワ-クステ-ション一式を設備備品費により購入した。成果については、一部後述の既刊論文に取り入れられている他、順次論文として公表される予定である。

研究成果

• [文献書誌] Fukao,S.: "Turbulent Upwelling of the MidーLatitude Ionosphere:1.Observational Results by the MU Radar." Journal of Geophysical Research. 96. 3725-3746 (1991)
• [文献書誌] Fukao,S.: "Turbulent Upwelling of the MidーLatitude Ionosphere:2.Theoretical Framework." Journal of Geophysiocal Research. 96. 3747-3753 (1991)
• [文献書誌] Sato,T.: "Profiles of Electron Density in the Lower Ionosphere Observed by the MU Radar." Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 43. 179-187 (1991)
• [文献書誌] Yamamoto,M.: "Gravity Wave Modulation of Gradient Drift Instabilities in MidーLatitude SporadicーE Irregularities." Geophysical Research Letters. 18. 1197-1200 (1991)
• [文献書誌] Fukao,S.: "F Region Seasonal Behavior as Measured by the MU Radar." Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 53. 599-618 (1991)
• [文献書誌] Yamamoto,M.: "MidーLatitude EーRegion FieldーAligned Irregularities Observed with the MU Radar." Journal of Geophysical Research. 96. 15943-15949 (1991)
• [文献書誌] Fukao,S.: "Multiple Beam Observations of Midーlatitude Ionospheric Disturbances by the MU Radar." Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 53. 773-779 (1991)
• [文献書誌] Fukao,S.: "Measurements of Ionospheric and Thermospheric Temperatures and Densities with the MU Radar." Journal of Geophysical Research. 96. 17827-17838 (1991)