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2021 年度 研究成果報告書

南北両極から探る高エネルギー粒子が大気環境に与える影響の観測的研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19H01952
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

水野 亮  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80212231)

研究分担者 田中 良昌  国立極地研究所, 研究教育系, 特任准教授 (50425766)
野澤 悟徳  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (60212130)
長濱 智生  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (70377779)
中島 拓  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (90570359)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード高エネルギー粒子降り込み / 極域科学 / ミリ波分光 / 中間圏 / 大気環境変動
研究成果の概要

本研究は、南極域昭和基地と北極域EISCATトロムソサイトの南北両極域からの同時観測により、高エネルギー粒子降り込み(EPP)に伴う成層圏から下部熱圏の地球大気環境への影響を観測的に理解することを目指し、新たな技術を導入し観測情報の範囲拡大とデータ質向上をめざした。
コロナ禍により北極域に渡航できず観測研究すべてを計画通りに進めることはできなかったが、南極域昭和基地では多周波ミリ波分光計、スペクトルリオメータを設置し観測を開始した。特に独自開発の導波菅型周波数マルチプレクサを用いた多周波ミリ波分光計は、地上からのO3, NO, CO, HO2の多輝線ミリ波同時観測を世界で初めて実現させた。

自由記述の分野

大気科学、電波天文学

研究成果の学術的意義や社会的意義

北極および南極では、太陽活動に伴い高エネルギーの荷電粒子が地球に降り込んでくる。こうした高エネルギー粒子は空気分子を電離して窒素酸化物を増加させ、オゾンを破壊するなど地球環境に影響を与える可能性が示唆されている。本研究は、観測データが乏しい地球大気の反応を新たな技術により観測的に明らかにすることを目指したものである。電波信号を周波数帯毎に分離して複数の超伝導受信機に分配し、それらの出力を再合成することで4種類の異なる分子の変動を同時に観測できる装置を開発・実用化し、世界初の地上からのミリ波多輝線大気観測を実現させた。この技術は電波天文学などの他分野のミリ波サブミリ波分光にも応用が期待できる。

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公開日: 2023-01-30  

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