地球磁場ダイナモの発生と逆転の物理

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680566
• 研究機関: 特別認可法人海洋科学技術センター
• 研究代表者: 佐藤 哲也 海洋科学技術センター, 地球シミュレータセンター, センター長 (80025395)
• 研究分担者: 荒木 文明 海洋科学技術センター, 地球シミュレータセンター, 研究員 (90359224) ; 高丸 尚教 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助手 (20241234) ; 田村 祐一 核融合科学研究所, 理論・シミュレーション研究センター, 助手 (50311212)
• キーワード: ダイポール / ダイナモ / 磁場の逆転 / 仮想現実 / バリアフリー操縦

研究概要

地球磁場(ダイポール)が不規則にしかも突然に逆転を繰り返すことをシミュレーションにより世界で初めて再現できたことは、一世紀に及び地磁気ダイナモ研究の歴史にとって画期的な成果であると自負できる。今年度得た知見として、その逆転と呼応して、四重極磁場成分(南北対称磁場成分)が卓越すること、同時にダイポール対流成分(南北非対称対流成分)が成長することをシミュレーション結果のデータを詳細に考察することによって確認したことをあげることができる。一方、代表者が本年度当初に申請時の核融合科学研究所(理論・シミュレーション研究センター)から、地球シミュレータ(平成14年2月完成)の責任者になることを要請され、突然そのポジションに移った関係で、シミュレーションランをそのまま続行することができなくなり、協力者を中心に地球磁場の逆転のような複雑現象の解析を容易にする没入型仮想現実装置のバリアフリー操縦システム開発に力点を置いて研究を行った。その結果異なった地域に存在する仮想現実装置を結び、3次元画像を共有する方式の開発(NTTサイバースペース研との共同研究)、さらにはボリュームレンダリングの簡易表現方法の開発など複雑現象の高度表現法の開発に多くの成果を得た。現在、地球シミュレータセンターにおいて再び地磁気ダイナモとマントル対流のダイナミックな関係を解明する巨大なプロジェクトを立ち上げ、地磁気ダイナモの徹底解明に向けて準備が進んでいる状態である。

研究成果

• [文献書誌] Jinghong Li, 佐藤 哲也, 陰山 聡: "Repeated and Sudden Reversals of the Dipole Field Generated by a Spherical Dynamo Action"Science Vol.295 8 March 2002. Vol.295. 1887-1890 (2002)
• [文献書誌] 田村祐一: "没入型VRシステムによりテクスチャマッピングを利用したボリュームレンダリング"電気学会論文誌C(電子・情報・システ部門誌). 123巻3号. 633-634 (2003)
• [文献書誌] 佐藤哲也: "地球ダイナモ〜地磁気の生い立ちと逆転の物語〜"AESTO NEWS. No.1. 2-2 (2002)
• [文献書誌] 田村祐一, 佐藤哲也: "没入型バーチャルリアリティ空間における音声入力による数値シミュレーション結果操作"TVRSJ. Vol.8 No.2(印刷中). (2003)
• [文献書誌] 佐藤哲也: "地球シミュレータ -ホリスティック・シミュレーションと科学革命-"日本物理学会誌. Vol.58 No.2. 79-85 (2003)
• [文献書誌] 博田竜史, 長谷川建治, 菅 信一, 平本嘉助, 大野暢亮, 田村祐一, 陰山 聡, 堀内利得, 佐藤哲也: "人体CT画像を利用した三次元可視化没入型バーチャルリアリティーシステムによる人体の仮想立体モデル構築とその将来性"人類形態科学研究会機関紙「形態科学」. 6巻2号. 67-74 (2003)