巨視的・微視的計算にもとづく内部磁気圏ホイッスラー波動の励起と粒子加速

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20740283
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 超高層物理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三好 由純 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (10377781)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 内部磁気圏 / 放射線帯 / 波動粒子相互作用 / シミュレーション

研究概要

内部磁気圏のホイッスラーの時空間分布の発達過程を巨視的および微視的シミュレーションにもとづいて調べ、人工衛星によるホイッスラー波動のデータとの比較を行った。シミュレーションから明らかになったホイッスラーの空間分布の地磁気活動依存性は、CRRES衛星の統計結果とよい一致を示した。また、巨視的な計算によるホットな電子の分布や冷たい電子の密度などを用いて、微視的な計算を行ったところ、ホイッスラー波動の成長が観測された。また、磁気嵐時のシミュレーションからは、対流電場の増加にともなって、プラズマ圏が収縮し、そこにプラズマシートからホットな電子が連続して流入し、ホイッスラーが励起する様相が見られた。これらのシミュレーションから得られた描像を、放射線帯電子の増加が起こっているイベントについてのホットな電子やホイッスラー波動の統計解析と比較したところ、両者は調和的な結果であった。さらに、シミュレーションからは発生するホイッスラーの周波数スペクトルが磁気嵐の相や領域によって異なることが示された。この結果は、近年のCluster衛星によるホイッスラー波動の周波数分布に関する統計結果と整合するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Solar cycle variations of outer radiation belt and its relationship to solar wind structure dependences (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y.R.Kataoka
  • 雑誌名: J.Atm.Solar-Terr.Phys. 73 ページ: 77-87
• [雑誌論文] Transport and loss of the inner plasma sheet electrons: THEMIS observations (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita, S.Y.Miyoshi, F.Tsuchiya, T.Nishimura, T.Hori, Y.Miyashita, T.Takada, A.Morioka, V.Angelopoulos, J.McFadden, U.Auster, J.Albert, V.Jordanova, H.Misawa
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 116 ページ: A03201,doi:10.1029/2010JA015975
• [雑誌論文] Outer radiation belt boundary location relative to the magnetopause: Implications for magnetopause shadowing (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, C.Y.Miyoshi, K.Seki, S.Saito, V.Angelopoulos, J.Koller
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. in press ページ: doi:10.1029/2011JA016575
• [雑誌論文] A split in the outer radiation belt by magnetopause shadowing: Test particle simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito, S.Y.Miyoshi, K.Seki
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 115 ページ: A08210,doi:10.1029/2009JA014738
• [雑誌論文] Why are relativistic electrons persistently quiet at geosynchronous orbit in 2009 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, R.Y.Miyoshi
  • 雑誌名: Space Weather 8 ページ: S08002,doi:10.1029/2010SW000571
• [雑誌論文] Time of flight analysis of pulsating aurora electrons, considering wave-particle interactions with propagating whistler mode waves (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y.Y.Katoh, T.Nishiyama, T.Sakanoi, K.Asamura, M.Hirahara
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 115 ページ: A10312,doi:10.1029/2009JA015127
• [雑誌論文] Simultaneous satellite observations of VLF chorus, hot and relativistic electrons in a magnetic storm recovery phase (2009)
  • 著者名/発表者名: Kasahara, Y.Y.Miyoshi, Y.Omura, O.Verkhoglyadova, I.Nagano, I.Kimura, B.Tsurutani
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 36 ページ: L01106,doi:10.1029/2008GL036454
• [雑誌論文] Numerical simulation of energetic electrons in the inner magnetosphere during the October 2001 storm, FUTURE PERSPECTIVES OF SPACE PLASMA AND PARTICLE INSTRUMENTATION AND INTERNATIONAL COLLABORATIONS (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y.V.K.Jordanova
  • 雑誌名: edited by M.Hirahara, I.Shinohara, Y.Miyoshi, N.Terada, T.Mukai AIP Press 1144 ページ: 142-145,doi:10.1063/1.3169278
• [雑誌論文] Precipitation of radiation belt electrons by EMIC waves, observed from ground and space (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y.K.Sakaguchi, K.Shiokawa, D.Evans, J.Albert, M.Conners, V.Jordanova
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 35 ページ: L23101,doi:10.1029/2008GL035727
• [雑誌論文] Relativistic electron precipitation by EMIC waves from self-consistent global simulations (2008)
  • 著者名/発表者名: Jordanova, V.K.J.Albert, Y.Miyoshi
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 113 ページ: A00A10,doi:10.1029/2008JA013239
• [雑誌論文] Excitation of whistler-mode chorus from global ring current simulations
  • 著者名/発表者名: Joranova, V.K.R.M.Thorne, W.Li, Y.Miyoshi
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 115 ページ: A00F10,doi:10.1029/2009JA014810
• [学会発表] Simulation study on evolution of whistler waves during a storm time (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, V.Jordanova, N.Meredith, Y.Matsumoto
  • 学会等名: Earth-Sun system exploration variability in space plasma phenomena
  • 発表場所: 米国(招待講演)
  • 年月日: 20110100
• [学会発表] Flux enhancement of the outer radiation belt by whistler waves (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, R.Kataoka, Y.Kasahara
  • 学会等名: 2010Asia-Pacific Radio Science Conference
  • 発表場所: 日本(招待講演)
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Solar Wind- Radiation Belt Coupling (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, R.Kataoka
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: 台湾(招待講演)
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] ジオスペースにおける相対論的電子加速 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好由純
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 日本(招待講演)
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] 太陽風流れの接触面通過時の内部磁気圏ホイッスラーモード波動の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好由純、片岡龍峰、笠原禎也
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第125回総会・講演会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 第21-23太陽活動周期における放射線帯外帯の変動メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好由純、片岡龍峰
  • 学会等名: 日本惑星科学連合大会2009年大会
  • 発表場所: 日本(招待講演)
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] Effective solar wind structures for large flux enhancement of the outer radiation belt (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, R.Kataoka
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: 米国(招待講演)
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] 磁気嵐時の内部磁気圏高エネルギー電子とホイッスラー波動 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, V.Jordanova, N.Meredith
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第124回総会・講演会
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] Solar wind radiation belt interactions (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi, R.Kataoka
  • 学会等名: Inner Magnetospheric Coupling Conference
  • 発表場所: フィンランド
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Effect of whistler mode waves for large flux enhancement of the outer belt (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Miyoshi
  • 学会等名: Inner Magnetospheric Coupling Conference
  • 発表場所: フィンランド(招待講演)
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] ジオスペースダイナミクスの中でのプラズマ波動
  • 著者名/発表者名: 三好由純
  • 学会等名: STEシミュレーション研究会および宇宙プラズマ波動研究会
  • 発表場所: 日本
• [図書] 総説宇宙天気「放射線帯」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴田一成、上出洋介編
  • 出版者: 京都大学出版会
• [備考] ホームページ等