ロケット・レーダー同時観測による電離圏E領域イレギュラリティの生成機構の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14340145
• 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) ; 橋口 浩之 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (90293943) ; 山本 衛 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (20210560) ; 大塚 雄一 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助手 (40314025) ; 斉藤 昭則 京都大学, 理学研究科, 助手 (10311739)
• キーワード: SEEK-2観測 / 中緯度電離圏E領域 / 観測ロケット / 電離圏イレギュラリティ / レーダー観測

研究概要

本研究では、文部科学省宇宙科学研究所鹿児島宇宙空間観測所(KSC)からS-310観測ロケット2機を打上げ、地上観測と組合せて電離圏E領域の観測キャンペーンSEEK-2(Sporadic-E Experiment over Kyushu)を実施した。SEEK-2は、中緯度電離圏E領域の中性大気風速の強いシア(速度の高度変化)や強い分極電界の発生といった現象を統一的に理解し、中緯度電離圏E領域における中性大気の振舞いとスポラディックE層(Es層)の生成と空間構造、それらに伴う電離圏の沿磁力線イレギュラリティ(Field-Aligned Irregularity ; FAI)の生成機構を明らかすることを目的として計画されたものである。本年度には以下に述べる研究を実施した。
1.種子島に2機のレーダー(下部熱圏プロファイラーレーダー及びFrequency Agile Radar)を設置し、高知、高崎(宮崎)、内之浦、種子島にTMA発光雲の写真観測点及びロケットビーコン電波の地上受信点等を設置するなど、SEEK-2観測の準備を進めた。その他の地上観測として、大気光イメージャ観測、衛星電波シンチレーション観測、イオノゾンデ観測、MFレーダー観測などを実施した。
2.2002年8月3日23時〜24時の期間、種子島設置のレーダーにより非常に強いFAIを観測中に、KSCからの観測ロケット2機の連続打上げ(15分間隔)に成功した。ロケット搭載機器は全て順調に動作し、地上観測も成功裡に実施された。
3.それぞれの観測データの解析を進め、活発なFAI領域には多層のEs層が存在することが明らかにされた。また同時に約±5mV/mの振幅をもつ分極電界が観測され、中性大気には波動構造が見られるなど、極めて興味深い観測事実が得られた。2003年3月にSEEK-2ワークショップを開催し、観測データの相互比較と中緯度E領域FAIに関する議論を行った。

研究成果

• [文献書誌] S.Fukao, H.Hashiguchi 他7名: "The Equatorial Atmosphere Radar (EAR): System description and first results"Radio Science. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] T.Yokoyama, M.Yamamoto 他1名: "Computer Simulation of Polarization Electric Fields as a Source of Midlatitude Field-Aligned Irregularities"Journal of Geophysical Research. 108・A2. 1054-1063 (2003)
• [文献書誌] S.Kawamura, S.Fukao 他2名: "Annual and Semiannual Variations of the Mid Latitude Ionosphere under Low Solar Activity"Journal of Geophysical Research. 107・A8. 1166-1176 (2002)
• [文献書誌] T.Maruyama, K.Nozaki 他2名: "Ionospheric Height Changes at Two Closely Separated Equatorial Stations and Implications in Spread F Onsets"Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 64. 1557-1563 (2002)
• [文献書誌] Y.Otsuka, A.Saito 他4名: "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] A.Saito, M.Yamamoto 他6名: "Observations of traveling ionospheric disturbances and 3-mscale irregularities in the nighttime F-region ionosphere with the MU radar and a GPS network"Earth Planets Space. 54・1. 31-44 (2002)