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2016 年度 実績報告書

極限時間分解能観測によるオーロラ最高速変動現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H05747
研究機関名古屋大学

研究代表者

藤井 良一  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任教授 (00132712)

研究分担者 三好 由純  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (10377781)
淺村 和史  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50321568)
加藤 雄人  東北大学, 理学研究科, 准教授 (60378982)
細川 敬祐  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80361830)
小川 泰信  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (00362210)
研究期間 (年度) 2015-05-29 – 2020-03-31
キーワード脈動オーロラ / 高速変調 / 衛星-地上同時観測
研究実績の概要

本研究課題では、脈動オーロラと呼ばれる数ミリ秒から数百ミリ秒の時間変動を内在しつつ、数秒から数十秒で明滅するオーロラ現象の生成機構を理解することを目的としている。この目的のために、地上からの光学、レーダーによるオーロラ観測、極域におけるロケット実験、あらせ衛星による宇宙空間の観測、そしてシミュレーションを組み合わせた研究を実施する。
平成28年度は、前年度までに開発した高速オーロラ撮像カメラ装置を、北欧(ノルウェー、フィンランド)に設置し、脈動オーロラの観測を実施した。2016年秋から継続的に実施した観測においては、様々な脈動オーロラ現象の観測が実現されるともに、北欧に設置されている欧州非干渉散乱レーダーとの同時観測も実施した。さらに、2016年冬に打ち上げられた「あらせ」衛星との衛星-地上同時観測にも成功し、現在、そのデータ解析を進めている。また、高速撮像に加えて、複数のカメラに異なる波長のフィルタを接続した観測も実施し、脈動オーロラ発光領域において、波長ごとの強度比、すなわち降下電子のエネルギーの変化の観測も行った。なお、これらのデータについて、ケオグラムと呼ばれる時間・空間変化のプロットをwebページで速報として公開し、関連する研究者に広く利用される体制を整備している。また、コンピューターシミュレーション研究については、現実の磁気圏のパラメータを用いて、コーラスと呼ばれる非線形のホイッスラーモード波動の励起計算に成功し、周波数上昇等の現象の再現に成功した。また、ロケット実験については、搭載を検討している電子計測器、光学観測装置の検討を進めた。

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

H27年度で開発した光学観測システムを用いた地上多点観測に成功し、計画どおりに進捗している。公募型のロケット実験への参加については、現在採択に至っていないが、来年度引き続き申請を行っていく。

今後の研究の推進方策

2017年春に取得されたあらせ衛星との同時観測データの解析を進めるとともに、2017年秋からは脈動プロトンオーロラの観測も行い、オーロラ高速変調現象の解明を進めていく。また、ロケット実験についての提案に向けた準備を進めていく。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mesospheric ozone destruction by high-energy electron precipitation associated with pulsating auora2016

    • 著者名/発表者名
      Turunen, E., A. Kerro, P. T. Verronen, Y. Miyoshi, S. Oyama, and S. Saito
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 121 ページ: 11852-11861

    • DOI

      10.1002/2016JD025015

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid increase in relativistic electron flux controlled by nonlinear phase trapping of whistler chorus elements2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, S., Y. Miyoshi, and K. Seki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research - Space Physics

      巻: 121 ページ: 6573-6589

    • DOI

      10.1002/2016JA022696

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study of a condition for the mode conversion from purely perpendicular electrostatic waves to electromagnetic waves2016

    • 著者名/発表者名
      Kalaee, M. J. and Y. Katoh
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 23 ページ: 072119

    • DOI

      10.1063/1.4958945

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Method for direct detection of pitch angle scattering of energetic electrons caused by whistler-mode chorus emissions2016

    • 著者名/発表者名
      Kitahara, M., and Y. Katoh
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research - Space Physics

      巻: 121 ページ: 5137-5148

    • DOI

      10.1002/2015JA021902

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lower thermospheric wind variations in auroral patches during the substorm recovery phase2016

    • 著者名/発表者名
      Oyama, S.-i., K. Shiokawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, B. J. Watkins, J. Kurihara, T. T. Tsuda, and C. T. Fallen
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research - Space Physics

      巻: 121 ページ: 3564-3577

    • DOI

      10.1002/2015JA022129

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Enhancement of kinetic scale electrostatic fluctuations in decaying whistler turbulence: Particle-In-Cell simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, S., Y. Nariyuki, and T. Umeda
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union MEETING (2016)
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Lower-thermospheric wind variations in auroral patches during the substorm recovery phase2016

    • 著者名/発表者名
      Oyama, S.-i., K. Shiokawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, B. J. Watkins, J. Kurihara, T. T. Tsuda, and C. T. Fallen
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union MEETING (2016)
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2016-05-24 – 2016-05-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Relativistic electron precipitations associated with the pulsating aurora2016

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, Y., S. Saito, S.-i. Oyama, S. Kurita, K. Shiokawa, E. Turunen, A. Kero, and J. Manninen
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union MEETING (2016)
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-23
    • 国際学会
  • [学会発表] International joint study of EEP effects on the atmospheric minor components during pulsating aurora2016

    • 著者名/発表者名
      Oyama, S.-i., Y. Miyoshi, S. Saito, E. Turunen, A. Kero, N. Partamies, P. T. Verronen, J. Manninen, I. Virtanen, and T. Raita
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union MEETING (2016)
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-22
    • 国際学会
  • [備考] 脈動オーロラプロジェクトHP

    • URL

      http://www.psa-research.org/

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公開日: 2018-01-16  

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