カナダ北極域におけるオーロラの高時間分解能光学観測

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19403010
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小川 忠彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 名誉教授 (60271607)
• 研究分担者: 塩川 和夫 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (80226092) ; 家田 章正 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (70362209)
• キーワード: オーロラ / 極冠域プラズマパッチ / 大気重力波 / 人工衛星-地上共同観測 / サブストーム / 磁気嵐 / 国際情報交換 / カナダ:アメリカ

研究概要

1.平成20年1-3月及び平成21年2-3月に、カナダのFort Smith、Gillamで30Hzのサンプル間隔で画像取得ができる高時間分解能のカメラを用いてキャンペーン観測を行い、平成21年度はこのデータ解析を行った。これらの結果から、オーロラサブストームの開始時におけるオーロラの微細構造を、2次元フーリエ変換を用いて解析し、5秒程度の時間内に小さい構造が大きい構造に発展していく様相を明らかにした。また、パッチ構造を持つオーロラの中に見られる不安定構造を新たに見出し、その結果を詳細に解析した。さらに、パルセィティングオーロラとTHEMIS衛星との同時観測データを解析し、パルセィティングオーロラのソースとなる磁気圏での粒子や波動の構造を明らかにした。
2.Resolute Bay, Athabascaで平成17年から開始している高感度分光全天カメラ(2カ所)、プロトンフォトメータ(Athabasca)、誘導磁力計(Athabasca)による自動観測は、平成21年度も継続した。
3.この2カ所の全天カメラのデータから、大気光中に見られる極冠域パッチ構造や中規模伝搬性電離圏擾乱の動態を明らかにした。
4.さらに高時間分解能の110Hzのサンプル間隔で画像を取得することができるEMCCDカメラを別途予算で開発し、平成22年1-3月に、アラスカ・フェアバンクスにおいて、オーロラのテスト観測を行った。
5.これらのキャンペーン・定常観測の情報をホームページや国内外の学会で公開し、共同研究を促進した。

研究成果

• [雑誌論文] Rayleigh-Taylor type instability in auroral patches (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., A.Nakajima, A.Ieda, K.Sakaguchi, R.Nomura, T.Aslaksen, M.Greffen, E.Donovan
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 115, A02211 ページ: doi : 10.1029/2009JA014273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reorganization of polar cap patches through shears in the background plasma convection (2010)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., J.P.St-Maurice, G.J.Sofko, K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 115, A01303 ページ: doi : 10.1029/2009JA014599
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPS total electron content variations associated with a polar caparc (2010)
  • 著者名/発表者名: Jayachandran, P.T., K.Hosokawa, J.W.MacDougall, S.Mushini, R.B.Langley, K.Shiokawa
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 114, A12304 ページ: doi : 10.1029/2009JA014916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal development of a substorm brightening arc (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., A.Ieda, A.Nakajima, K.Sakaguchi, R.Nomura, T.Aslaksen, M.Greffen, E.Spanswick, E.Donovan, S.B.Mende, J.McFadden, K.-H.Glassmeier, V.Angelopoulos, Y.Miyashita
  • 雑誌名: Annales Geophysicae 27 ページ: 1935-1940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical characteristics of polar cap mesospheric gravity waves observed by an all-sky airglow imager at Resolute Bay, Canada (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S., K.Shiokawa, K.Hosokawa, K.Nakamura, W.K.Hocking
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114, A01311 ページ: doi : 10.1029/2008JA013652
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine structures and dynamics in auroral initial brightening at substorm onsets (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K.Shiokawa, A.Ieda, R.Nomura, A.Nakajima, M.Greffen, E.Donovan, I.R.Mann, H.Kim, M.Lessard
  • 雑誌名: Annales Geophysicae 27 ページ: 623-630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between polar cap patches and field-aligned irregularities as observed with an all-sky airglow imager at Resolute Bay and the PolarDARN radar at Rankin Inlet (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa, J.P.St-Maurice, G.J.Sofko, D.A.Andre
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114, A03306 ページ: doi : 10.1029/2008JA013707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motion of polar cap patches: A statistical study with all-sky airglow imager at Resolute Bay, Canada (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., T.Kashimoto, S.Suzuki, K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114, A04318 ページ: doi : 10.1029/2008JA014020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusually elongated, bright airglow plume in the polar cap Fregion : Is it a tongue of ionization? (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., T.Tsugawa, K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa, M.R.Hairston
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 36, L07103 ページ: doi : 10.1029/2009GL037512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Azimuthal structures of ray auroras at the beginning of auroral substorms (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K.Shiokawa, E.Donovan
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 36, L23106 ページ: doi : 10.1029/2009GL041252
  • 査読あり
• [学会発表] Periodic black auroras at the dawn-side dipolarization front during a substorm (invited) (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K.Shiokawa, A.Nakajima, E.Donovan, T.Tronsen, K.H.Glassmeier
  • 学会等名: International Conference on Substorms-10 (ICS-10)
  • 発表場所: San Luis Obispo, California
  • 年月日: 20100322-20100326
• [学会発表] Pulsating auroras observed by an all-sky imager during the THEMIS-ground campaign on January 2008 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中島章光, 塩川和夫, 三好由純, 坂口歌織
  • 学会等名: 電磁気圏シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20100303-20100304
• [学会発表] Pulsating auroras observed by a 30-Hz all-sky imager during the THEMIS-ground campaign on January 2008 (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, A., K.Shiokawa, V.Angelopoulos, E.Donovan, J.P.McFadden, K.-H.Fornacon
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20091214-20091218
• [学会発表] Nighttime medium-scale traveling ionospheric disturbances observed by ground optical instruments at high- and low-latitudes (Solicited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, K., Y.Otsuka
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20091214-20091218
• [学会発表] Multi-instrumental comprehensive study of polar cap tongue of ionization during magnetic storm on December 15, 2006 (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., T.Tsugawa, K.Shiokawa, N.Nishitani, Y.Otsuka, T.Ogawa, M.Hairston
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20091214-20091218
• [学会発表] Global MHD simulation and analysis of Feb. 22, 2009 THEMIS substorm event (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhu, P., J.Raeder, K.Sakaguchi, K.Shiokawa, C.Hegna
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20091214-20091218
• [学会発表] Coincident Precipitation of ring current ions and radiation belt electrons by EMIC waves (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y., K.Sakaguchi, K.Shiokawa, J.Albert, D.S.Evans, M.G.Connors, V.Jordanova
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20091214-20091218
• [学会発表] Pulsating auroras observed by a 30-Hz all-sky imager during the THEMIS-ground campaign on January 2008 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島章光, 塩川和夫, 家田章正, 坂口歌織, 野村麗子, V.Angelopoulos, E.Donovan, J.P.McFadden, K.-H.Fornacon
  • 学会等名: 第33回極域宙空圏シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20091112-20091113
• [学会発表] Pulsating auroras observed by a 30-Hz all-sky imager during the THEMIS-ground campaign on January 2008 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島章光, 塩川和夫, 家田章正, 坂口歌織, 野村麗子, V.Angelopoulos, E.Donovan, J.P.McFadden, K.-H.Fornacon
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20090927-20090930
• [学会発表] On the shape of polar cap patches (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., K.Shiokawa, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20090927-20090930
• [学会発表] Pulsating auroras observed by a 30-Hz all sky imager during the THEMIS-ground campaign (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima A., K.Shiokawa, A.Ieda, K.Sakaguchi, R.Nomura, E.Donovan, J.P.McFadden, K.-H.Glassmeier, V.Angelopoulos
  • 学会等名: IAGA
  • 発表場所: Sopron, Hungary
  • 年月日: 20090823-20090830
• [学会発表] Coincident Precipitation of ring current ions and radiation belt electrons by EMIC waves (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y., K.Sakaguchi, K.Shiokawa, J.Albert, D.Evans, M.Connors, V.Jordanova
  • 学会等名: AOGS 2009
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20090811-20090815
• [学会発表] Evolution of wave numbers in auroral structures at a substormonset (invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K.Shiokawa, Y.Hiraki, E.Donovan
  • 学会等名: AGU Joint Assembry
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20090524-20090527
• [学会発表] Visualization of EMIC waves-particle interaction region through isolated proton auroras at subauroral latitudes (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, K., K.Shiokawa, Y.Miyoshi, M.Connors
  • 学会等名: AGU Joint Assembry
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20090524-20090527
• [学会発表] THEMIS observations of magnetospheric ELF emissions, ULF Pc5 waves and their auroral features (2009)
  • 著者名/発表者名: Liang, J., E.F.Donovan, T.Trondsen, E.Spanswick, B.Jackel, J.McFadden, K.Shiokawa, K.Sakaguchi, A.Nakajima, T.Aslaksen
  • 学会等名: AGU Joint Assembry
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20090524-20090527
• [学会発表] Polar cap tongue of ionization during magnetic storm on December 14-15, 2006 (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., T.Tsugawa, K.Shiokawa, N.Nishitani, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Pulsating auroras observed by a 30-Hz all-sky imager during the THEMIS-ground campaign (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Nakajima, K.Shiokawa, A.Ieda, K.Sakaguchi, R.Nomura, E.Donovan
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Evolution of auroral wave numbers at a substorm onset (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂口歌織, 塩川和夫, 平木康隆, E.Donovan
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Polar cap tongue of ionization during magnetic storm on December 14-15, 2006 (2009)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa, K., T.Tsugawa, K.Shiokawa, N.Nishitani, Y.Otsuka, T.Ogawa
  • 学会等名: SuperDARN workshop
  • 発表場所: Corsica, France
  • 年月日: 20090511-20090515
• [備考] カナダでのオーロラキャンペーン観測の情報は下記 web ページで公開している。
  • URL: http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/canada/campaign/acnada_campaign.html
• [備考] また、Resolute Bay, Athabasca の定常観測のデータは下記2カ所の Web ページで公開している。
  • URL: http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/div2/data.html
• [備考]
  • URL: http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/omti/index.html