電離圏沿磁力線イレギュラリティの生成機構とE・F領域結合過程の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15340164
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山本 衛 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (20210560)
• 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) ; 深尾 昌一郎 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (30026249) ; 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60271607) ; 斉藤 昭則 京都大学, 理学研究科, 助手 (10311739)
• キーワード: 中低緯度電離圏 / E領域F領域カップリング / レーダー観測 / 電離圏イレギュラリティ / 同時多点観測

研究概要

中低緯度電離圏では、分極電界が地球磁力線に沿って伝播しうるため、E領域とF領域FAIの間には相互の関係が予想される。しかしながら観測上の問題点から、現在までこの関連が明らかにされてきたとはいえない。本研究の目的は、種々の観測を中心として同一磁力線上におけるE・F領域FAIの振舞いを調べることで、電界を通じたE・F領域の相互作用を明らかにし、両領域のFAI生成機構を解明することである。今年度は下記の研究を実施した。
1.下部熱圏プロファイラーレーダー(LTPR)をMUレーダーの北方に移設し、MUレーダーとの同時観測からF領域FAI観測とE領域観測のカップリングを明らかにする観測キャンペーンFERIX(F-and E-Region Ionosphere Coupling Study)の準備をすすめた。LTPR観測場所として山形県酒田市を選定し、無線局免許の取得のほか、移動観測に必要な改修を実施した。また通信総合研究所では東北地方にFM-CWレーダー3台からなるネットワークを形成し、FERIXに参加することが決定し、そのための準備も並行して行われた
2.インドネシアに位置するEAR(磁気緯度:南緯10度)は低緯度FAI観測に威力を発揮しつつあり,低緯度FAIの空間構造について研究を進めた。通信総合研究所は、インドネシアとタイ両国にまたがる磁気赤道域及び磁気共役点にイオノゾンデ観測網を構築中である。本研究ではEARサイトへのFM-CWレーダー設置を共同してすすめた。
3.3次元の大規模計算機シミュレーションを開発し、中性大気・電離大気の相互作用に基づく分極電界生成メカニズムと電離圏E・F領域相互作用について研究を進めた。中性大気中を下方から伝搬してくる大気重力波がスポラディックE層を変調することで分極電界が生じ、これがF領域まで影響を与える可能性が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Fukao, S., M.Yamamoto, 他3名: "First Observations of Spatial Structure of 3-m-Scale Field-Alignered Irregularities with the Equatorial Atmosphere Radar in Indonesia"Journal of Geophysical Research. 109・A02. A02304 (2004)
• [文献書誌] T.Yokoyama, M.Yamamoto, S.Fukao: "Three-dimensional simulation on generation of polarization electric field in the midlatitude E-region ionosphere"Journal of Geophysical Research. 109・A1. A01309 (2004)
• [文献書誌] T.Yokoyama, M.Yamamoto, S.Fukao: "Computer simulation of polarization electric fields as a source of midlatitude field-aligned irregularities"Journal of Geophysical Research. 108・A2. 1054 (2003)
• [文献書誌] Y.Otsuka, T.Ogawa, 他5名: "Optical and Radio Measurements of a 630-nm Enhancement over Japan on September 9, 1999"Journal of Geophysical Research. 108・A6. 1252 (2003)
• [文献書誌] S.Fukao, Y.Ozawa, M.Yamamoto, 他1名: "Altitude-Extended Equatorial Spread F Observed near Sunrise Terminate over Indonesia"Geophysical Research Letter. 30・22. 2137 (2003)
• [文献書誌] S.Fukao, H.Hashiguchi, 他7名: "The Equatorial Atmosphere Radar (EAR) : System description and first results"Radio Science. 38・4. 1053 (2003)