太陽風から磁気赤道領域までのエネルギー・物質流入過程に伴う宙空環境変動の研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15253005
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 湯元 清文 九州大学, 宙空環境研究センター, センター長 (20125686)
• 研究分担者: 河野 英昭 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (60304721) ; 吉川 顕正 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (70284479) ; 歌田 久司 東京大学, 地震研究所, 教授 (70134632) ; 塩川 和夫 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80226092) ; 糸長 雅弘 山口大学, 教育学部, 教授 (60213104)
• キーワード: 宇宙天気 / 極域擾乱 / 赤道域ネットワーク / 物質・流入過程 / 宙空環境変動 / 環太平洋地磁気ネットワーク観測 / 太陽風変動 / CAWSES / IHY

研究概要

本研究では、特に、シベリア、日本、東南アジア、オーストラリアの環太平洋域の多点観測点と南米、アジアの経度の隔った磁気赤道沿いの多点観測点とを組織的に組み合わせた全地球的規模の環太平洋地磁気ネットワーク(CPMN)観測を実施し、(1)太陽風-地球磁気圏相互作用により極冠域、磁気圏境界領域、そして磁気圏尾から内部磁気圏に侵入した電磁場擾乱エネルギーとプラズマ粒子が、磁気赤道領域までどのように侵入・変換されていくのかその時空間的伝播機構とその過程、(2)極域3次元電流系と中・低緯度の電離層ダイナモ領域に発生するSq電流系との結合過程について実証論的解明を行なった。さらに、(3)磁力線共鳴振動法による宙空プラズマダイナミクスの診断手法確立の為の観測を実施し、所期の目的を達することが出来た。
本年度、具体的に実施した海外調査は、1)オーロラ帯のカツビュー、チキシー、チョコラダークとコテルニー島でのオーロラ全天カメラと分光器の再点検・調整後のオーロラの観測・解析、2)パラツンカとマガダンでの電離層電場の観測、3)ロシア・シベリア地域での地磁気・ULF波動観測機器の再点検・調整後の観測、4)西太平洋域のベトナム、フィリピン、パプァ・ニューギニア及びインドネシアでの地磁気・ULF波動、地磁気長期変動と電離層電場の観測、5)オーストラリア国内8地点での地磁気・ULF波動観測、6)南米、西太平洋域で磁力計の再点検と磁気赤道域の変動磁場観測、7)カナダ、ノルウェーの高緯度オーロラ帯での地磁気観測・オーロラ観測・電波観測、8)次世代の宇宙天気予測に関わる電磁・粒子環境変動リアルタイム観測データの収集の為の調査、並びに9)定常的な高精度観測の継続とリアルタイム・データ収集システムについての現地共同研究者との具体的な詰めの為の会合、最後に、10)まとめのための研究集会を開催した。
これらの海外学術調査から、磁気圏境界から磁気赤道までの宙空領域で発生する様々な電磁・プラズマ環境変動を空間非均一・非定常が重要で高度に領域間結合した複合・複雑系の物理現象として捉えた新しい解釈と知見を得ることができた。また、2004年から始まったCAWSES/ILWS/IHY国際共同研究期間に、我が国を代表する「宇宙天気」研究として積極的に参画し、国際的な宇宙天気共同研究のための地上ネットワークデータの発信・貢献を果たすための観測ネットワークを構築することができた。

研究成果

• [雑誌論文] In situ observation at L=2.3-5 by the Akebono satellite of the plasmaspheric depletion during the September 1998 magnetic storm, (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawano, H., P.J.Chi, A.Kumamoto, A.Morioka
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A significant mass density increase during a large magnetic storm in October 2003 obtained by ground-based ULF observations at L<1.4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Takasaki, S., H.Kawano, Y.Tanaka, A.Yoshikawa, M.Seto, M.Iijima, Y.Obana, N.Sato, K.Yumoto
  • 雑誌名: Earth Planets Space Vol.58(in press)
• [雑誌論文] ERG--A small-satellite mission to investigate the dynamics of the inner magnetosphere, (2006)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., K.Seki, Y.Miyoshi, A.Ieda, T.Ono, M.Iizima, T.Nagatsuma, T.Obara, T.Takashima, K.Asamura, Y.Kasaba, A.Matsuoka, Y.Saito, H.Saito, M.Hirahara, Y.Tonegawa, F.Toyama, M.Tanaka, M.Nose, Y.Kasahara, K.Yumoto, H.Kawano, A.Yoshikawa, Y.Ebihara, A.Yukimatsu, the Inner Magnetosphere Subgroup
  • 雑誌名: Advances in Space Research, (in press)
• [雑誌論文] Effect of the IMF orientation on formation and propagation of geomagnetic sudden impulse (2005)
  • 著者名/発表者名: Solovyev S.I., A.V.Moiseyev, M.Engebretson, K.Yumoto
  • 雑誌名: Geomagnetism and Aeronomy 45(3) ページ: 350-362
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Excaitation of Alfven impulse by the anomalous resistance onset on the auroral field lines (2005)
  • 著者名/発表者名: Pilipenko, V.A., N.Mazur, E.Fedrov, T.Uozumi, K.Yumoto
  • 雑誌名: Annales Geophysicae Vol.23 ページ: 1455-1465
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Are sawtooth oscillations of energetic plasma particle fluxes caused by periodic substorms or driven by solar wind pressure enhancements? (2005)
  • 著者名/発表者名: Huang, Chao-Song, Geoff D.Reeves, Guan Le, K.Yumoto
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A07 ページ: A07207,1-19
• [雑誌論文] Pi 2 pulsations associated with poleward boundary intensifications during the absence of substorms (2005)
  • 著者名/発表者名: Kim, K.-H., K.Takahashi, D.-H.Lee, P.R.Sutclife, K.Yumoto
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A10 ページ: A10201,1-15
• [雑誌論文] Pi 2 pulsations in a small and strongly asymmetric plasmasphere (2005)
  • 著者名/発表者名: Kim, K.-H, D.-H.Lee, R.-E.Denton, K.Takahashi, J.Goldstein, Y.-J.Moon, K.Yumoto, Y.-S.Pyo, A.Keiling
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A10 ページ: A10201,1-9
• [雑誌論文] Pi 2 pulsations observed from the Polar satellite outside the plasmapause (2005)
  • 著者名/発表者名: Kim, K.-H, D.-H.Lee, K.Takahashi, C.T.Russell, Y.-J.Moon, K.Yumoto
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett Vol.32, No.18 ページ: L18102,1-4
• [雑誌論文] Local-time distribution of low and middle latitude ground magnetic disturbances at sawtoot injections of April 18-19, 2002 (2005)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K., H.Kawano, S.-I.Ohtani, A.Yoshikawa, K.Yumoto
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A07 ページ: A07208,1-11
• [雑誌論文] North- South asymmetry of the amplitudes of high-latitude Pc 3-5 pulsations: Observations at conjugate stations, (2005)
  • 著者名/発表者名: Obana, Y., A.Yoshikawa, J.V.Olson, R.J.Morris, B.J.Fraser, K.Yumoto
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A10 ページ: A10214,1-9
• [雑誌論文] Effect of solar wind pressure enhancements on storm time ring current asymmetry (2005)
  • 著者名/発表者名: Shi, Y., E.Zesta, L.R.Lyons, A.Boudouridis, K.Yumoto, K.Kitamura
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. Vol.110, No.A10 ページ: A10205,1-19
• [雑誌論文] Ground and satellite observations of substorm onset arcs (2005)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., K.Yago, K.Yumoto, D.G.Baishev, S.I.Solovyev, F.J.Rich, S.B.Mende
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110, No.A12 ページ: A12225,1-10
• [雑誌論文] Source of Pc 4 pulsations observed on the nightside (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., L.Kan, K.Yumoto, K.Kitamura, M.Nose
  • 雑誌名: J.Geophys.Res Vol.110 No.A12 ページ: A12207,1-15
• [雑誌論文] Auroral particles associated with a substorm brightening arc (2005)
  • 著者名/発表者名: Yago, K.Shiokawa, H.Hayashi, K.Yumoto
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. Vol.32, No.6 ページ: L06104,1-4
• [雑誌論文] Monitoring of geophysical electromagnetic environment for space weather study-a review (2005)
  • 著者名/発表者名: Yumoto, K
  • 雑誌名: Mem.Fac.Sci., Kyushu Univ., Ser.D, Earth & Planet.Sci Vol.XXXI ページ: 81-91
• [雑誌論文] Magnetic environment in geospace (2005)
  • 著者名/発表者名: Yumoto, K.
  • 雑誌名: IEEJ Trans.FM Vol.125, No.2 ページ: 77-80
• [雑誌論文] Department of the Virtural Earth's Magnetosphere System (VEMS) (2005)
  • 著者名/発表者名: K.T.Murata, K.Yamamoto, D.Matsuoka, E.Kimura, H.Matsumoto, M.Okada, T.Mukai, J.B.Sigwarth, S.Fujita, T.Tanaka, K.Yumoto, T.Ogino, K.Shiokawa, N.A.Tsyganenko, J.L.Green, T.Nagai
  • 雑誌名: Advances in Polar Upper Atmosphere Research No.19 ページ: 135-151
• [雑誌論文] 宇宙天気における宙空ダイナミクス (2005)
  • 著者名/発表者名: 湯元清文
  • 雑誌名: 学術月報 Vol.58, No.3 ページ: 210-217
• [雑誌論文] JGNIIによる宇宙天気情報ネットワークの構築 (2005)
  • 著者名/発表者名: 亘真一, 村田健史, 荻野龍樹, 家森俊彦, 湯元清文, 高橋真理子, 信清 憲司, 木村映善, 島津浩哲, 北村泰一, 北村健太郎, 篠原学, 菊池崇, 五十嵐喜良
  • 雑誌名: 情報通信研究機構季報 Vol.51 ページ: 127-134