中緯度熱圏大気波動の南北共役点観測

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13573006
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 海外学術
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 塩川 和夫 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80226092)
• 研究分担者: 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60271607) ; 西野 正徳 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (70023679) ; 大塚 雄一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (40314025) ; 湯元 清文 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (20125686) ; 斉藤 昭則 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10311739)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• キーワード: 熱圏 / 電離圏 / 伝搬性電離圏擾乱 / プラズマバブル / 国際情報交換(アメリカ、オーストラリア)

研究概要

・平成13年7月に全天カメラ1式をアレシボ観測点(プエルトリコ)に持ち込み、アレシボにある大型レーダーと全天カメラによるTIDの同時観測を約2週間行った。この観測から、真夜中の赤道付近の電離層からやってくる1000kmスケールの大規模波動構造、200kmスケールの中規模伝搬性電離圏擾乱のそれぞれにっいて、レーダー・カメラ同時観測に成功した。
・平成13年10月に、日本の磁気共役点にあたるオーストラリアのダーウィンに、上記のカメラを設置し、定常観測を開始した。同年10-11月にかけて、赤道域で発生したプラズマバブルが、日本の鹿児島県佐多観測点とダーウィンで同時に観測された。詳細な解析から、この構造が日本とオーストラリアでちょうど鏡像の関係になっていることが見出され、赤道プラズマバブルの構造が、南北の磁力管をつないだ非常に大規模な構造であることがわかってきた。
・信楽・陸別で大気光イメージに観測された中規模伝搬性電離圏擾乱(MSTID)を統計的に解析し、その伝搬特性の季節変化、緯度変化を初めて明らかにした。さらに、DMSP衛星との同時観測例を詳しく調べることにより、MSTIDの波状構造に伴って電離層中に分極電場が生じていることを世界で初めて示した。
・平成14年8月9日に鹿児島県佐多岬とオーストラリアのダーウィンで、MSTIDの大気光イメージング観測に初めて成功した。その結果、MSTIDが磁気赤道をはさんで南北半球でちょうど対称の形をしており、南北半球で1対1に対応することがわかった。この事実は、MSTIDが電離層の分極電場の構造を持っており、その電場が磁力線を通じて南北に投影されていること、を示している。さらに平成15年5月21日から6月7日に第3回FRONTキャンペーン観測を行い、オーストラリア中央部のRenner Springs(滋賀県信楽町の磁気共役点)に新たに1台の大気光全天カメラを設置したほか、国内外計7カ所で全天カメラによる伝搬性電離圏擾乱の総合観測を行った。この観測から、中規模伝搬性電離圏擾乱が、非常に良い南北共役性をもち、南半球と北半球で対称な構造を保ちつつ伝搬していることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observation of nighttime medium-and large-scale traveling ionospheric disturbances : FRONT3 campaign (2005)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., Y.Otsuka, T.Tsugawa, T.Ogawa, A.Saito, K.Ohshima, M.Kubota, T.Maruyama, T.Nakamura, M.Yamamoto, P.Wilkinson
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. (in press) ページ: doi:10.1029/2004JA010845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Time evolution of high-altitude plasma bubbles imaged at geomagnetic conjugate points (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: Ann.Geophys. 22 ページ: 3137-3143
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Statistical characteristics of gravity waves observed by an all-sky imager at Darwin, Australia (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109 ページ: D20S07,2003JD004336
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observations of medium-scale traveling ionospheric disturbances at midlatitude using all-sky airglow imagers (2004)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 31 ページ: L15803,2004GL020262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observation of nighttime medium-and large-scale traveling ionospheric disturbances : FRONT3 compaign (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. (in press) ページ: 2004JA010845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Time evolution of high-altitude plasma bubbles imaged at geomagnetic conjugate points (2004)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., Y.Otsuka, T.Ogawa, P.Wilkinson
  • 雑誌名: Ann.Geophys. 22 ページ: 3137-3143
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Statistical characteristics of gravity waves observed by an all-sky imager at Darwin, Australia (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S., K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa, P.J.Wilkinson
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109 D20S07 ページ: doi:10.1029/2003JD004336
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observations of medium-scale traveling ionospheric disturbances at midlatitude using all-sky airglow imagers (2004)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y., K.Shiokawa, T.Ogawa, P.Wilkinson
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett 31 L15803 ページ: doi:10.1029/2004GL020262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thermospheric wind during a storm-time large-scale traveling ionospheric disturbance (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A12) ページ: 1423,2003JA010001
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Statistical study of nighttime medium-scale traveling ionospheric disturbances using midlatitude airglow images (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A1) ページ: 1052,2002JA009491
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ground and satellite observations of nighttime midium-scale traveling ionospheric disturbanee at midlatitude (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A4) ページ: 1145,2002JA009639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Optical and radio measurements of a 630-nm airglow enhancement propagating over Japan on September 9,1999 (2003)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A6) ページ: 1252,2002JA009594
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Thermospheric wind during a storm-time large-scale traveling ionospheric disturbance (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., Y.Otsuka, T.Ogawa, S.Kawamura, M.Yamamoto, S.Fukao, T.Nakamura, T.Tsuda, N.Balan, K.Igarashi, G.Lu, A.Saito, K.Yumoto
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A12) 1423 ページ: doi:10.1029/2003JA010001
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Statistical study of nighttime medium-scale traveling ionospheric disturbances using midlatitude airglow images (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., C.Ihara, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A1) 1052 ページ: doi:10.1029/2002JA009491
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ground and satellite observations of nighttime medium-scale traveling ionospheric disturbance at midlatitude (2003)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., Y.Otsuka, C.Ihara, T.Ogawa, F.J.Rich
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A4) 1145 ページ: doi:10.1029/2002JA009639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optical and radio measurements of a 630-nm airglow enhancement propagating over Japan on September 9,1999 (2003)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y., T.Kadota, K.Shiokawa, T.Ogawa, S.Kawamura, S.Fukao, S.-R.Zhang
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 108(A6) 1252 ページ: doi:10.1029/2002JA009594
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observations of equatorial airglow depletions (2002)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 29,15 ページ: 43.1-4
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Geomagnetic conjugate observations of equatorial airglow depletions (2002)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y., K.Shiokawa, T.Ogawa, P.Wilkinson
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 29, No.15 43-1-4 ページ: doi:10.1029/2002GL015347
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より