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2019 年度 実施状況報告書

複数衛星と電離圏レーダー網で挑むジオスペース磁気流体波動の新励起機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K03949
研究機関名古屋大学

研究代表者

堀 智昭  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任准教授 (30467344)

研究分担者 西谷 望  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (10218159)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード磁気流体波 / 地球磁気圏 / 地球電離圏 / ULF波 / 環電流 / SuperDARN / あらせ衛星
研究実績の概要

まず、主として2012年とそれ以降の全SuperDARN電離圏レーダーの観測データを参照して、サブオーロラ帯緯度および中緯度帯における地球磁気圏のmHz帯磁束管振動観測イベントを収集し、そのデータベース化を行った。収集したイベントの一般的な特性についての解析を行っているところで、そのうち幾つかのイベントで、SuperDARNレーダー+Van Allen Probes (RBSP) 衛星、またはSuperDARNレーダー + RBSP + Arase衛星による非常に好条件での同時観測が成立しているイベントがあることが判明した。そこで、磁束管振動イベントの統計解析を進めつつも、上記の同時観測イベントの詳細解析を優先的に実施し、これらの事例では磁束管振動がどのような物理機構によって引き起こされているかについて、研究を行った。結果として、そのうちの1つイベントにおいては、環電流イオンのプラズマ圧力による直接駆動ではなく、プラズマ圧の空間勾配によって励起された磁気流体波(ULF波)として磁束管振動を説明できる可能性があるということが示された。この結果は、磁束管振動の励起機構としてこれまでに提案されている主な4つの物理プロセスに関して、やはりどのプロセスも振動を起こすことがあり、かつそれらのうちのどれが支配的に作用するかが時と場合によって異なるという重要な示唆が得られている。この観測結果について、国内関連学会および国際学会のULF帯磁気流体波セッションでの口頭発表を行った。またこの事例研究の詳細を報告するための論文を現在執筆中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年度中は、研究計画 1) サブオーロラ帯・中緯度帯での磁束管振動・伝搬の特性と外部条件依存性、及び 2) ERG, Van Allen Probes, SuperDARNレーダーの同時conjunction観測 の実施を計画していた。1) については、イベント収集およびデータベース化については大体の目処がついているものの、それらの統計解析は現在も続行中であり、論文化できる段階には達していない。一方で 2) については、1) より先行して進めたこともあり、好条件のイベントを同定することができ、また詳細な解析を終えて論文化の段階に入っている。これらのことから、現時点では当初の研究計画を概ね予定通りに実施できていると言える。

今後の研究の推進方策

基本的には、進捗状況で述べた計画 2) の内容を論文化すべく努力することと、計画 1) で述べた統計解析を進めて結果の概要を掴み、それらを研究成果として発表することに全力を尽くす予定である。また計画 1)に関して、2019年度で収集したイベント数が若干少なく、統計的解析の精度が期待していたほど出ない可能性がある。初期解析の結果、もしそのようなことがわかれば、期間を伸ばすなどして、より多くの観測イベント収集を行う。コロナウィルス禍の影響で国内・国際学会が軒並み中止またはオンライン化に動きつつあるが、本研究計画で出張及び研究発表を行うことを予定している学会はオンライン開催が決まっており、成果発表を行うこと自体は問題ないと考える。しかしながら、学会のオンライン化により、学会出席のために計上していた国内・国外旅費の執行に関して、より柔軟な対応を考えていく必要がある。

次年度使用額が生じた理由

物品費に関して、大容量記憶装置は購入できたものの、若干の仕様変更を考慮した結果、予定していた計算機サーバーの購入を2020年度まで先送りしたことで、当初の執行計画との差異が生じた。また執筆中の論文の出版費が今年度執行できなかったため、その分の経費を未執行である。どちらについても2020年度の前半で当該用途で支出予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Virginia Tech./Dartmouth College/New Jersey Institute of Technology(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Virginia Tech./Dartmouth College/New Jersey Institute of Technology
    • 他の機関数
      4
  • [国際共同研究] Univ. of Science and Tech. of China(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Univ. of Science and Tech. of China
  • [雑誌論文] Comprehensive Observations of Substorm‐Enhanced Plasmaspheric Hiss Generation, Propagation, and Dissipation2020

    • 著者名/発表者名
      Liu N.、Su Z.、Gao Z.、Zheng H.、Wang Y.、Wang S.、Miyoshi Y.、Shinohara I.、Kasahara Y.、Tsuchiya F.、Kumamoto A.、Matsuda S.、Shoji M.、Mitani T.、Takashima T.、Kazama Y.、Wang B.‐J.、Wang S.‐Y.、Jun C.‐W.、Chang T.‐F.、Tam S. W. Y.、Kasahara S.、Yokota S.、Keika K.、Hori T.、Matsuoka A.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: e2019GL086040

    • DOI

      10.1029/2019GL086040

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Response of the Ionosphere‐Plasmasphere Coupling to the September 2017 Storm: What Erodes the Plasmasphere so Severely?2019

    • 著者名/発表者名
      Obana Yuki、Maruyama Naomi、Shinbori Atsuki、Hashimoto Kumiko K.、Fedrizzi Mariangel、Nos? Masahito、Otsuka Yuichi、Nishitani Nozomu、Hori Tomoaki、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Matsuda Shoya、Matsuoka Ayako、Kasahara Yoshiya、Yoshikawa Akimasa、Miyoshi Yoshizumi、Shinohara Iku
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: 17 ページ: 861~876

    • DOI

      10.1029/2019SW002168

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Meridional Distribution of Middle‐Energy Protons and Pressure‐Driven Currents in the Nightside Inner Magnetosphere: Arase Observations2019

    • 著者名/発表者名
      Imajo S.、Nos? M.、Kasahara S.、Yokota S.、Matsuoka A.、Keika K.、Hori T.、Teramoto M.、Yamamoto K.、Oimatsu S.、Nomura R.、Fujimoto A.、Shinohara I.、Miyoshi Y.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 124 ページ: 5719~5733

    • DOI

      10.1029/2019ja026682

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical Properties of Molecular Ions in the Ring Current Observed by the Arase (ERG) Satellite2019

    • 著者名/発表者名
      Seki K.、Keika K.、Kasahara S.、Yokota S.、Hori T.、Asamura K.、Higashio N.、Takada M.、Ogawa Y.、Matsuoka A.、Teramoto M.、Miyoshi Y.、Shinohara I.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 ページ: 8643~8651

    • DOI

      10.1029/2019GL084163

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remote Detection of Drift Resonance Between Energetic Electrons and Ultralow Frequency Waves: Multisatellite Coordinated Observation by Arase and Van Allen Probes2019

    • 著者名/発表者名
      Teramoto M.、Hori T.、Saito S.、Miyoshi Y.、Kurita S.、Higashio N.、Matsuoka A.、Kasahara Y.、Kasaba Y.、Takashima T.、Nomura R.、Nos? M.、Fujimoto A.、Tanaka Y.‐M.、Shoji M.、Tsugawa Y.、Shinohara M.、Shinohara I.、Blake J. B.、Fennell J.F.、Claudepierre S.G.、Turner D. L.、Kletzing C. A.、Sormakov D.、Troshichev O.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 ページ: 11642~11651

    • DOI

      10.1029/2019GL084379

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Strong Diffusion of Energetic Electrons by Equatorial Chorus Waves in the Midnight‐to‐Dawn Sector2019

    • 著者名/発表者名
      Kasahara S.、Miyoshi Y.、Kurita S.、Yokota S.、Keika K.、Hori T.、Kasahara Y.、Matsuda S.、Kumamoto A.、Matsuoka A.、Seki K.、Shinohara I.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 ページ: 12685~12692

    • DOI

      10.1029/2019gl085499

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cusp and Nightside Auroral Sources of O + in the Plasma Sheet2019

    • 著者名/発表者名
      Kistler L. M.、Mouikis C. G.、Asamura K.、Yokota S.、Kasahara S.、Miyoshi Y.、Keika K.、Matsuoka A.、Shinohara I.、Hori T.、Kitamura N.、Petrinec S. M.、Cohen I. J.、Delcourt D. C.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 124 ページ: 10036~10047

    • DOI

      10.1029/2019ja027061

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Inter-channel calibration of the high-energy electron experiments (HEP) instrument onboard the Arase satellite2019

    • 著者名/発表者名
      堀 智昭,三谷 烈史,高島 健,Park Inchun,栗田 怜,寺本 万里子,東尾 奈々,笠原 慧,横田 勝一郎,三好 由純,篠原 育
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Special-time observations for SuperDARN-Arase satellite conjunction2019

    • 著者名/発表者名
      T.Hori,N.Nishitani,A.S.Yukimatu,T.Nagatsuma,K.Hosokawa,H. Kawano,M. Watanabe,Y. Miyoshi,I. Shinohara
    • 学会等名
      SuperDARN Workshop 2019
  • [学会発表] SECS reconstruction of ionospheric flow map from SuperDARN observations on St. Patricks day 2015 storm2019

    • 著者名/発表者名
      T.Hori,N.Nishitani,S.Nakano,K.Seki,J.M.Ruohoniemi,S.G.Shepherd,K.Keika,M.Teramoto,A.Ieda
    • 学会等名
      SuperDARN Workshop 2019
  • [学会発表] Inter-channel calibration of the high-energy electron experiments (HEP) instrument onboard the Arase satellite2019

    • 著者名/発表者名
      堀 智昭,三谷 烈史,高島 健,Park Inchun,栗田 怜,寺本 万里子,東尾 奈々,笠原 慧,横田 勝一郎,三好 由純,篠原 育
    • 学会等名
      第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会および講演会
  • [学会発表] Ionospheric flow fluctuations at mid-latitudes during storms as seen by SuperDARN-Van Allen Probes-Arase conjunctions2019

    • 著者名/発表者名
      堀 智昭,西谷 望,Shepherd Simon G,Ruohoniemi John M,桂華 邦裕,笠原 慧,横田 勝一郎,寺本 万里子,松岡 彩子,三好 由純,篠原 育,Lanzerotti Louis J,Mitchell Donald,Kletzing Craig A
    • 学会等名
      第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会および講演会
  • [学会発表] Ionospheric flow fluctuations at mid-latitudes during storms as seen by SuperDARN-Van Allen Probes-Arase conjunctions2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hori,Nozomu Nishitani,Simon G Shepherd,J. Michael Ruohoniemi,Kunihiro Keika,Satoshi Kasahara,Shoichiro Yokota,Mariko Teramoto,Ayako Matsuoka,Yoshizumi Miyoshi,Iku Shinohara,Nathaniel A Frissell,Louis J Lanzerotti,Craig Kletzing
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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