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2018 年度 実績報告書

人工衛星電波を用いた電離圏シンチレーション観測のカスプ・極冠域への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H05736
研究機関名古屋大学

研究代表者

大塚 雄一  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (40314025)

研究分担者 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)
細川 敬祐  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードGPS / GNSS / 電離圏 / 電離圏擾乱 / シンチレーション / 全電子数 / TEC
研究実績の概要

電離圏中にプラズマ密度の疎密構造が存在すると、電離圏を透過する電波の位相や振幅が変動することがある。この現象はシンチレーションと呼ばれている。シンチレーションは、衛星放送・通信やGPSなどの衛星測位などに影響を及ぼすことがある。本研究では、北欧のロングイヤービエンにGNSS受信機を、ニーオルスンにビーコン電波受信機を新規設置するとともに、ノルウェー・トロムソにおいてGNSS受信機による電離圏観測を継続し、また、他のGNSS受信機から得られたデータを解析することにより、以下の成果を得た。
(1)ノルウェーのトロムソにアンテナ間隔約200mで近接して設置している3台のGNSS受信機を用い、2周波の受信信号強度と位相、疑似距離をサンプリング周波数50Hzで取得し、シンチレーションとTECを観測することにより、極域に発生する電離圏不規則構造の特性を明らかにした。その結果、振幅シンチレーション及び全電子数変動を引き起こす電離圏擾乱は、春・秋及び冬季の夜間に発生頻度が高いことが明らかになった。
(2) 近接する三地点に設置されたGNSS受信機で得られた信号強度の相互相関係数から電離圏電子密度不規則構造の水平面内ドリフト速度を求めた。その結果、オーロラ爆発発生時に、東向きに約340 m/sとなるドリフト速度の増大が観測された。この速度は、光学観測との比較により、オーロラの移動速度と同程度であることが分かった。
極域だけでなく全球におけるGNSS-TECデータを用いて2004年11月及び2017年5月2に発生した磁気嵐時の電離圏電子密度変動を解析した。その結果、惑星間空間磁場が南を向いた後1時間程度経過すると、昼側の高緯度または中緯度域にStorm Enhanced Density (SED)に関連した全電子数増大が現われることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Characteristics of GNSS Total Electron Content Enhancements Over the Midlatitudes During a Geomagnetic Storm on 7 and 8 November 20042019

    • 著者名/発表者名
      Sori T.、Shinbori A.、Otsuka Y.、Tsugawa T.、Nishioka M.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 124 ページ: 10376~10394

    • DOI

      10.1029/2019JA026713

  • [雑誌論文] Temporal and Spatial Variations of Storm Time Midlatitude Ionospheric Trough Based on Global GNSS-TEC and Arase Satellite Observations2018

    • 著者名/発表者名
      Shinbori Atsuki、Otsuka Yuichi、Tsugawa Takuya、Nishioka Michi、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Matsuda Shoya、Kasahara Yoshiya、Matsuoka Ayako、Ruohoniemi J. Michael、Shepherd Simon G.、Nishitani Nozomu
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 ページ: 7362~7370

    • DOI

      10.1029/2018GL078723

  • [学会発表] 2004年11月7-8日に発生した磁気嵐に伴う午後側から夕方側における全球全電子数の極端な増加について2019

    • 著者名/発表者名
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一、新堀 淳樹、津川 卓也、西岡 未知
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2019年大会
  • [学会発表] Relationship between the large TEC fluctuation and ionospheric echoes observed by the SuperDARN radars during a geomagnetic storm2019

    • 著者名/発表者名
      惣宇利 卓弥、大塚 雄一, 新堀 淳樹, 津川 卓也, 西岡 未知, Bristow William A., Ruohoniemi John M., Shepherd Simon G., 西谷 望
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第146回講演会
  • [学会発表] GNSS を用いた電離圏変動の観測2019

    • 著者名/発表者名
      大塚雄一
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム「太陽研究の将来展望」
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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