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本研究は、地上で観測された磁場データの情報をもとに、磁気圏内のプラズマ対流を推定することを最終ゴールとする一連の研究プロジェクトのための基礎研究である。地上の磁場記録とレーダー、人工衛星観測を効率よく組み合わせ、magnetogrum逆計算法を改良することから始め、(1)サブストーム爆発による電場変動と、もっとゆっくり変動するいわゆるプラズマ対流電場を分離すること、(2)オーロラ・ジェット電流の地方時(MLT)による変化、および(3)これらに基づいて、サブストームの時のジェット電流が2つの要素からできていることを実証することを行なった。主な結果は次のとおりであある。
1.EISCATレーダーの電気伝導度、電場のデータを解析し、電離層電流にはいちじるしい高度依存性があること、また高度120キロメートル付近のペダーソン伝導度が卓越する領域で、南北成分の電流が優勢になることが判明した。
2.プラズマ対流がサブストームによって変形をうけることは、以前より予想されていたが、本研究で明らかになったことは、汎世界的な電離層の電位が2つのプロセス(“ふだんの"渦対流電位とサブストーム爆発による局所的な電位分布)を代表する独立した渦電位の和になっていることがわかった。
3.このことを確かめるために、地上磁場観測データを内挿し、夕方、真夜中、朝方におかれた仮想点観測所でどのようなオーロラ・エレクトロジェット電流の効果が観測される(はず)かを計算した。その結果、朝方と夕方のジェット電流の変動間には高い相関があるが、真夜中のふるまいは独立していることが統計的に示された。したがって、たとえばAEのように指数をサブストームの指標として使う場合、この両者を区別しなければならない。
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