沿磁力線イレギュラリティにおける中性大気-電離大気結合過程の解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11304028
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 深尾 昌一郎 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (30026249)
• 研究分担者: 中村 卓司 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (40217857) ; 家森 俊彦 京都大学, 理学研究科, 教授 (40144315) ; 山本 衛 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (20210560) ; 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60271607) ; 橋口 裕之 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (90293943)
• キーワード: 中緯度電離圏 / 電離圏イレギュラリティ / 準周期エコー / スポラディックE層 / スフレツドF / レーダー観測 / 計算機シミュレーション / WestPacキャンペーン

研究概要

MUレーダーによって発見された電離圏E及びF領域における電離圏イレギュラリティ(Field-Aligned Irregularity ; FAI)の顕著な空間構造の成因は、F領域ではPerkins不安定、E領域ではgradient-drift不安定が有力と考えられているが未だ定量的理解には程遠い。本研究では、FAI構造の成因にかかわる中性大気-電離大気結合過程の解明を目的として、観測機器の整備を進めると共に、日本内外において研究を実施した。
1.観測機器の開発:FAI観測専用レーダーの開発を更に進め、多チャンネル受信機能を活かした干渉計観測用の解析プログラムの整備を行った。また流星飛跡エコーを用いた背景中性大気風速の測定機能を開発した。これによって電離圏E領域,FAIと中性大気風速の同時観測が可能となったため、平成13年7月から長期観測を開始し、FAI出現頻度と中性大気風速の関連について研究を進めた。
2.E領域FAIの空間構造の研究:昨年度に続き福井市付近で通信総合研究所のFM-CWレーダーとMUレーダーとの同時観測を実施した(平成13年5〜7月)。E領域プラズマの2次元計算機シミュレーションを構築し、背景の中性大気風速及び外部電界による分極電界生成について調べた。次期ロケット・地上観測キャンペーンSEEK-2が2002年夏に決定したため、ロケット及び地上観測の準備をすすめ、平成14年3月にはFAI観測専用レーダーを種子島へ移設した。
3.F領域FAIと電離圏波動構造の研究:平成12年度末にインドネシア赤道域に完成した赤道大気レーダーを用いた、初めてのFAI観測を実施し、電離圏E領域・F領域の電磁的結合に関する研究を進めた。

研究成果

• [文献書誌] Saito A., N.Nishimura, M.Yamamoto, S.Fukao他: "Traveling Ionospheric Disturbances Detected in the FRONT Campaign"Geophys.Res.Lett.. 28・4. 689-692 (2001)
• [文献書誌] Zhang S.-R., W.L.Oliver, S.Fukao, S.kawamura: "Extraction of Solar and Thermospheric Information from the Ionospheric Electron Density Profile"J.Geophys.Res.. 106・A7. 12821-12836 (2001)
• [文献書誌] Gavrilov NM, Fukao S: "Hydrodynamic tropospheric wave sources and their role in gravity wave climatology of the upper atmosphere from the MU radar observations"J.Atmos.Solar-Terr.Phys.. 63・9. 931-943 (2001)
• [文献書誌] Hsiao CC, Liu JY, Tsunoda RT, Fukao S他: "Evidence for the geographic control of additional layer formation in the low-latitude ionoshere"Adv.Space Res.. 27・6/7. 1293-1297 (2001)
• [文献書誌] Otsuka Y, Ogawa T, Saito A, Tsugawa T, Fukao S他: "A new technique for mapping of total electron content using GPS network in Japan"Earth Planets Space. 54・1. 63-70 (2002)
• [文献書誌] Saito A, Nishimura M, Yamamoto M, Fukao S: "Observations of traveling ionospheric disturbances and 3-m scale irregularities in the nighttime F-region ionosphere with the MU radar and a GPS network"Earth Planets Space. 54・1. 31-44 (2002)