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2022 年度 実施状況報告書

低アルフヴェン・マッハ数の太陽風に対する地球磁気圏・電離圏の応答の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03947
研究機関東京大学

研究代表者

西野 真木  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50466794)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードアルフヴェン・マッハ数 / 太陽風 / 磁気圏 / 磁気圏プラズマ輸送 / 宇宙天気予報 / 低密度太陽風 / 磁気圏電離圏結合 / 火星誘導磁気圏
研究実績の概要

昨年度に続き、太陽風のアルフヴェン・マッハ数(MA)が低い(2程度)の場合の磁気圏境界面の観測データをさらに詳しく解析した。GEOTAIL衛星が朝方側の磁気圏境界面付近で観測したイオンの高速流について、衛星に近い場所でのリコネクションで加速されたものであろうと予想していた。しかし、詳細なデータ解析(いわゆるWalen relationの解析)をおこなった結果、衛星近傍でのリコネクションではなく、マグネトシースからローブ・マントル領域へのイオンの流れそのものであることがわかった。(Nishino et al. 2022 EPS に投稿して出版済み。)
次に今年度は低MA太陽風のときの磁気圏電離圏結合に関する知見を得ることを目的として、SuperDARNのデータを用いて電離圏プラズマ対流を調べた。今回調査した事例では、低マッハ数になる直前に高密度・高マッハ数の時間帯があり、これにより磁気嵐が発生していた。そのため、観測された高速の流れが磁気嵐によるものであるのか、あるいは低マッハ数太陽風そのものの影響であるのか、今後さらに調べる必要がある。
また、今年度は地球以外の惑星への応用を試みるため、火星探査機MAVENによる火星誘導磁気圏の観測データを用いて、低MAのときの太陽風・火星磁気圏相互作用を調べた。火星付近では低MAのイベント数は多くはないものの、6年間で数例見つかった。これら数例のイベントを解析したところ、マグネトシースで顕著なバルク加速が見られる場合があった。この加速は太陽風の誘導電場の向きとは反対側の半球で観測されているため、今後snowplowsと呼ばれる大気流出過程との関係を調べる予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

進捗が遅れている主な理由は2つある。一つは昨年度に引き続き、コロナ禍のため出張が難しかったことによる。もう一つは、新たに調べ始めたSuperDARNのデータや火星探査機MAVENのデータに慣れるのに時間を要したことによる。

今後の研究の推進方策

地球についてはSuperDARNのデータを中心として電離圏プラズマ対流を詳しく調べていく。また火星についてはMAVENの観測結果を早期に論文化するとともに、グローバルシミュレーションと比較することも検討している。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍により海外出張をすべて取りやめ、国内出張も避けているため、未使用額が発生した。
このまま感染症が収束していった場合には、主として磁気圏電離圏結合の共同研究を進めていくため議論のための出張経費や国際学会への参加のための経費として使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] KASI/KUST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KASI/KUST
  • [国際共同研究] Universite de Bordeaux(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite de Bordeaux
  • [国際共同研究] Shandong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shandong University
  • [雑誌論文] Asymmetric deformation of the Earth’s magnetosphere under low Alfven Mach number solar wind: Observations and MHD simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Nishino Masaki N.、Hasegawa Hiroshi、Saito Yoshifumi、Lavraud Benoit、Miyashita Yukinaga、Nowada Motoharu、Kasahara Satoshi、Nagai Tsugunobu
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 74 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01744-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] MI coupling under low Alfven Mach number solar wind: Results of magnetospheric observations and expectation of ionospheric observations2023

    • 著者名/発表者名
      Masaki N. Nishino, Tomoaki Hori, Hiroshi Hasegawa, Yukinaga Miyashita, Motoharu Nowada, Ryuho Kataoka
    • 学会等名
      FY2022 Domestic SuperDARN science meeting
  • [学会発表] Multipoint measurements of the Earth's magnetosphere during low Alfvenic Mach number solar wind by Geotail and Cluster2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki N. Nishino, Yoshifumi Saito, Benoit Lavraud, Yukinaga Miyashita, Tsugunobu Nagai, Motoharu Nowada
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
  • [学会発表] An observation of dawnward-expanded magnetosphere under low Alfven Mach number solar wind2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki N. Nishino, Hiroshi Hasegawa, Yoshifumi Saito, Benoit Lavraud, Yukinaga Miyashita, Motoharu Nowada, Satoshi Kasahara, Tsugunobu Nagai
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第152回総会・講演会

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公開日: 2023-12-25  

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