スヴァールバルISレーダーを用いた極冠域における電離圏イオン流出過程の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440144
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 藤井 良一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (00132712)
• 研究分担者: 渡部 重十 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90271577) ; 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60271607) ; 野澤 悟徳 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (60212130) ; 塩川 和夫 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80226092) ; 前田 佐和子 京都女子大学, 現代社会学部, 教授 (00199613)
• キーワード: イオン流出 / イオン加熱 / 極冠域 / オーロラ帯 / 高緯度電離圏 / スヴァールバル欧州非干渉散乱レーダー / EISCATレーダー / ISスペクトル

研究概要

本課題はEISCATレーダー実験を基に特に磁気圏-電離圏間の粒子による物質とエネルギーの交換結合過程を定量的に理解することを目的とし、オーロラ粒子として磁気圏から降り込んでくる電子やイオンにより電離圏に与えられるエネルギーと、そのエネルギーにより電離圏から磁気圏に流出する電離圏イオンの定性的かつ定量的な特性とその駆動機構について知見を得ることができたと言える。
極域電離圏からのイオン流出の原因と関係すると考えられる異常な受信スペクトルを調べるため、ESR用に受信スペクトル表示プログラムを開発し、イオン速度と異常な受信スペクトルとの関係を調べた。そして、異常なスペクトルを受信した直後に沿磁力線上向きのイオン速度の増加が見られた。これは異常なスペクトルを受信する時間帯に、イオンが上向きに加速されることを示唆している。
高緯度電離圏におけるイオン上昇流の発生領域と磁気圏との対応、またその発生とオーロラ降下粒子現象との関連を調べるため、100例以上にわたるESRとDMSP衛星同時観測イベントデータを用いて統計研究を実施した。この結果、イオン上昇流が、これまで考えられてきたカスプ領域やクレフト領域で発生しているだけでなく、マントル領域と繋がっている上部電離圏でも発生していること、昼側高緯度領域のBPS領域やCPS領域ではイオン上昇流はほとんど起こらないこと、などが分かった。又、イオン上昇流の発生メカニズムの領域による違いを調べるため、ノルウェーのトロムソに設置されているEISCAT UHFレーダーおよびVHFレーダーを用いてイオン上昇流の磁気地方時による依存性を調べた。その結果、真夜中側で起きるイオン上昇流と朝側、夕方側で起きるイオン上昇流とは発生メカニズムが異なることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Fujii, Ryoichi: "Field-aligned ion motions in the E and F regions"Journal Geophysical Rescearch. (in press). (2002)
• [文献書誌] Sugino, Masahiko: "Relative importance of the electric field and the ionospheric conductivity to the polar ionospheric currents"Journal Geophysical Rescearch. (in press). (2002)
• [文献書誌] Saito, Susumu: "Observation of isotropic electron temperature in the turbulent E region"Annales Geophysicae. 19. 11-15 (2001)
• [文献書誌] Oyama, Shin-ichiro: "Generation of atmospheric gravity waves associated with auroral activity in the polar F-region"Journal Geophysical Rescearch. 106. 18,543-18,554 (2001)
• [文献書誌] Nagatsuma, Tutomu: "Higher latitude Pi3 pulsations observed by the EISCAT VHF radar"Advanges Space Research. 27(8). 1,429-1,431 (2001)
• [文献書誌] Balan, N.: "Changes in the ionosphere over EISCAT during ion frictional heating events"Advanges Space Research. 27(8). 1,413-1,416 (2001)