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2017 年度 実施状況報告書

電離圏プラズマ高速フローチャネルとそのインターフェースにおける時間空間発展

研究課題

研究課題/領域番号 15K05300
研究機関京都大学

研究代表者

田口 聡  京都大学, 理学研究科, 教授 (80251718)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード電離圏 / 極域 / プラズマフロー / 中性大気 / オーロラ / カスプ
研究実績の概要

地球の高緯度電離圏に存在する大規模な2つ渦のプラズマの流れの中には,局所的に狭いチャネルとなって高速の流れが生じている領域が数多くある.本研究では,このような領域におけるプラズマと中性大気の相互作用によって生じている現象の物理過程を明確にし,それらを統一的に表現できるモデル化を行うことを主たる目的としている.
本年度は,フローチャネルの領域を通って遠方へと延びている磁力線上にしばしば現れる準定常的な沿磁力線電位降下が,チャネルの形成に重要な役割を果たしているのかどうかを明らかにすることに焦点を置いた.沿磁力線電位差と,そこに流れている沿磁力線電流の密度,電位差の領域の水平空間サイズについて,観測から得られている典型的な量を,MHDの範囲で磁気圏側のプラズマの流れの渦度の変化として説明できるのかを調べた.具体的には,沿磁力線電位降下領域が磁力線を介してつながる夕方側磁気圏の赤道面において,モデル化されたプラズマ渦度分布を与え,それがどの程度乱される必要があるのかを計算するアプローチをとった.その結果,磁気圏の渦度の乱れを沿磁力線電位降下領域に関わる諸量と明確に関係づけるのは難しいことがわかった.このことは,準定常的な沿磁力線電位降下が生じるかどうかは,フローチャネルの形成過程とはほとんど関わっていないことを示唆しており,沿磁力線電位降下があることで生じる加速電子による電離圏の局所的な電気伝導度の増大については,フローチャネルの形状とは独立したものとしてモデルに組み込んでよいこともわかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

これまで用いてきたシミュレーションの方法の一部を改良する必要があることがわかり,それに伴って,スパコンでの新たな計算に取り組むことになったため.

今後の研究の推進方策

これまで進めてきた大枠の方針に従い,引き続き,電離圏のプラズマの流れの大きな構造の中に,小規模な構造が埋め込まれていることで生じている現象の同定とその物理過程を明らかにしていく.特に,フローチャネルと共存しうる電気伝導度の局所的な増大や背景の中性の風の分布を柔軟にとりこんだモデリングを一層進めていく.

次年度使用額が生じた理由

より詳細な結果に到達するためには,これまで用いてきたシミュレーションの方法の一部を改良する必要があることがわかり,それに伴うスパコンでの新たな計算や,得られた結果の学会発表や論文投稿を次年度に回すことになったため.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] 大規模な動くカスプオーロラに先行するプラズマの流れの増速:EISCAT特別観測の結果2018

    • 著者名/発表者名
      長房勇之介,田口聡,小川泰信,細川敬祐
    • 学会等名
      EISCAT研究集会
  • [学会発表] 低高度カスプにおけるプラズマのダイナミクスの最近の進展2018

    • 著者名/発表者名
      田口聡
    • 学会等名
      ISEE研究集会:極域電離圏における電離大気流出現象のメカニズム解明に向けた戦略的観測計画
  • [学会発表] 北向きIMF時のカスプ電子オーロラの太陽風速度依存性2018

    • 著者名/発表者名
      田口聡,織田優心,細川敬祐
    • 学会等名
      磁気圏ダイナミクス研究会
  • [学会発表] Spatiotemporal variations of the electron precipitation producing moving cusp aurora2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Taguchi, Keisuke Hosokawa, Yasunobu Ogawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous existence of the cusp aurora and polar cap arcs during northward IMF2017

    • 著者名/発表者名
      Yushin Oda, Satoshi Taguchi, Keisuke Hosokawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Imbalance between the electron and ion precipitations in the cusp for northward IMF2017

    • 著者名/発表者名
      織田優心,田口聡,細川敬祐
    • 学会等名
      第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [学会発表] カスプの赤道側境界におけるメソスケールのオーロラ増光の経度分布特性2017

    • 著者名/発表者名
      小瀬智史, 田口聡,細川敬祐
    • 学会等名
      第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [学会発表] プラズマ対流に直交する方向に伝搬する沿磁力線加速領域2017

    • 著者名/発表者名
      大井川智一,田口聡
    • 学会等名
      第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [学会発表] リコネクションした磁力線に沿うカスプ電子降下の成長と減衰2017

    • 著者名/発表者名
      田口聡,細川敬祐,小川泰信
    • 学会等名
      第142回 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • [学会発表] Plasma Flow in the North-South Aligned Auroral Region Equatorward of the Dayside Auroral Oval2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Taguchi, Keisuke Hosokawa, Yasunobu Ogawa
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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