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2014 年度 実績報告書

地上-衛星観測に基づくホイッスラー波動による放射線帯電子消失過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J09407
研究機関名古屋大学

研究代表者

栗田 怜  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードコーラス / ディフューズオーロラ / 脈動オーロラ / SAMPEX / 昭和基地 / Van Allen Probes
研究実績の概要

地上VLF波動とVan Allen Probesの波動データの同時観測データの解析から、地上-衛星で観測される波動の強度変調や周波数が一致しない場合が大部分であることがわかった。これは、地上に到達できるVLF波動が必ずしもVan Allen Probes衛星で観測されているものではないことと、Van Allen Probes衛星で観測されたVLF波動が、電離圏の影響により地上に到達できないことが原因として考えられる。
コーラス波動によるピッチ角散乱は、放射線帯に存在する相対論的電子のみではなく、ディフューズオーロラ・脈動オーロラの発光を担う数keV程度の電子にも効率的に働く事が知られている。本研究では、南極昭和基地や北アメリカ大陸に展開された全天オーロライメージャデータと、低高度(~600km)を飛翔し1MeV電子の降込みを計測しているSAMPEX衛星のデータを組み合わせて、オーロラに伴うMeV電子降込みに関する調査を行った。2006年から2009年の期間で、相対論的電子の降込みに対応したディフューズオーロラ・脈動オーロラの発光が39例見つかった。これらのイベントはいずれも磁気嵐中などの放射線帯外帯が大きく変動する時に観測されやすい事がわかった。
MeV電子の降込みが起こる条件としての磁気嵐の重要性を調べるために、磁気嵐中のサブストームと孤立したサブストーム時におけるMeV電子降込みの発生頻度の違いを調査した。その結果、MeV電子降込みは、孤立したサブストームに比べ、磁気嵐中のサブストームに頻繁に観測される事がわかり、MeV電子降込みにはサブストームだけではなく、磁気嵐中という条件が必要である事がわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度予定していたホイッスラーモード波動の伝搬特性の解析は遅れているものの、降下電子とオーロラの同時観測データの解析から大きな成果が得られ、次年度の予定課題をおおむね達成しつつあるため。

今後の研究の推進方策

観測の制約により、ホイッスラーモード波動の伝搬特性を、地上と人工衛星の同時観測から議論する事は難しい状況にあるが、これまでの解析により、相対論的電子の降込みが磁気嵐中のサブストームに観測されることが新たに判明した。この知見を活かし、今後は孤立サブストームと磁気嵐中のサブストームの波動の伝搬特性などの、磁気圏内のパラメータを比較する研究を行い、MeV電子降込みが起きる条件を伝搬特性以外の観点も含めて総合的に考察する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Energetic electron precipitation associated with pulsating aurora: EISCAT and Van Allen Probe observation2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyoshi, S. Oyama, S. Saito, S. Kurita, H. Fujiwara, R. Kataoka, Y. Ebihara, C. Kletzing, G. Reeves, O. Santolik, M. Clilverd, C. Rodger, E. Turunen, and F. Tsuchiya
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 120 ページ: 1,13

    • DOI

      10.1002/2014JA020690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observational evidence of electron pitch angle scattering driven by ECH waves2014

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., Y. Miyoshi, C. M. Cully,V. Angelopoulos, O. Le Contel,
M. Hikishima, and H. Misawa
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 41 ページ: 8076, 8081

    • DOI

      10.1002/2014GL061927

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extended lunar precursor regions: Electron-wave interaction2014

    • 著者名/発表者名
      Harada, Y., J. S. Halekas, A. R. Poppe, S. Kurita, and J. P. McFadden
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 119 ページ: 9160, 9173

    • DOI

      10.1002/2014JA020618

    • 査読あり
  • [学会発表] THEMIS衛星の観測に基づくホイッスラーモード・コーラス波動励起理論 の検証2015

    • 著者名/発表者名
      栗田怜
    • 学会等名
      「波動粒子相互作用による粒子加速・輸送及び乱流」研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [学会発表] The Structure of Io Torus Inferred from ECH Wave Spectra Observed by Galileo2015

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., and H. Misawa
    • 学会等名
      第16回惑星圏研究会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-02-16 – 2015-02-18
  • [学会発表] Sub-relativistic and relativistic electron precipitations above diffuse aurora: Conjugate observations of SAMPEX and the all sky TV camera at Syowa Station2014

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., A. Kadokura, Y. Miyoshi, Y. Sato, H. Misawa and A. Morioka
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2014
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
  • [学会発表] Relativistic Electron Precipitation in Association with Diffuse Aurora: Conjugate Observation of SAMPEX and the All Sky TV Camera at Syowa Station2014

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., A. Kadokura, Y. Miyoshi, Y. Sato, H. Misawa, and A. Morioka
    • 学会等名
      12th International Conference on Substorms
    • 発表場所
      Ise-shima Royal Hotel
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-10
  • [学会発表] Relativistic Electron Precipitation in Association with Diffuse Aurora: Conjugate Observation of SAMPEX and the All Sky TV Camera at Syowa Station2014

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., A. Kadokura, Y. Miyoshi, Y. Sato, H. Misawa, and A. Morioka
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society meeting 2014
    • 発表場所
      Sapporo Ryal Hotel
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
  • [学会発表] THEMIS observation of rising tone chorus elements without a gap at half the electron gyrofrequency2014

    • 著者名/発表者名
      Kurita, S., Y. Katoh, Y. Omura, V. Angelopoulos, C. M. Cully, O. Le Contel, and H. Misawa
    • 学会等名
      GEM Summer workshop 2014
    • 発表場所
      Renaissance Portsmouth Hotel & Conference Center, Portsmouth, Virginia, USA
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-20
  • [学会発表] ディフューズオーロラに伴う相対論的電子降り込み2014

    • 著者名/発表者名
      栗田怜, 門倉昭, 三好由純, 佐藤由佳, 三澤浩昭, 森岡昭
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02

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公開日: 2016-06-01  

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