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2022 年度 実施状況報告書

動的モード分解による地球コア磁気流体波の検出

研究課題

研究課題/領域番号 20K04106
研究機関神戸大学

研究代表者

堀 久美子  神戸大学, システム情報学研究科, 助教 (30636858)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード地球惑星内部物理学 / 磁気流体波 / 地磁気変動 / ダイナモ / 国際研究者交流
研究実績の概要

地磁気全球モデルにおける非軸対称成分の解析を再考した.軸対称成分に対する成果をもとに,空間二次元の多変数時空間データセットに対する解析へと拡張した.このようなデータセットを想定したハンケル動的モード分解法を実装し,その精度を擬似データで確認した.その後,データ同化に基づく数十年スケールモデル(cov-obs 2019)に適用した.ここで対象としたデータセットは,cov-obs 2019 から算出した地磁気永年変化円柱座標系動径方向成分(dBs/dt)とコア表面流東西方向成分(Uphi)の二変数から成り,この両データにはそれぞれアンサンブル平均を施した.その結果,約 70-140 年の周期帯で,主に西方へ移動するモードを少数,抽出することができた.これらモードは,中緯度帯で節を,経度方向に波数 3-7 程度をもつような波状構造を示すことがわかった.

並行して,前年度まで成果を受けて,他惑星への応用を試みた.木星赤外画像から作成した時空間データセットに対し,軸対称成分についてのハンケル動的モード分解を適用した.その結果,木星深部ねじれアルヴェン波の周期帯に,微小なシグナルが存在することがわかった.そのシグナルの推定精度などを精査し,検出されたシグナルが有意であることを確認した.そのシグナルが示す緯度構造・移動速度が,理論的に期待されるねじれアルヴェン波の構造・速度と概ね合致することがわかった.

これらの成果と経過を報告した論文が二編,査読つき国際誌に受理された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

成果・経過を報告するための論文二編の執筆・改訂を,前倒しで行ったため.

今後の研究の推進方策

地磁気全球モデルの非軸対称成分から抽出された西方移動モードの有意性を精査する.その後,これらモードの詳細な解析を行い,その時空間的特徴(周期・減衰率・経度方向波数・動径方向構造)を明らかにする,これを,磁気ロスビー波のノーマルモード理論解によって説明可能か,精査する.説明可能と確認された場合,それを説明する地球コア内トロイダル磁場構造および強度を,推測する.

次年度使用額が生じた理由

現地参加を予定していた国内外学会が不開催,または,延期となったため.次年度に開催される別学会への参加により,使用する計画である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] リーズ大学/レスター大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      リーズ大学/レスター大学
  • [国際共同研究] ルンド大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ルンド大学
  • [国際共同研究] バスク大学(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      バスク大学
  • [雑誌論文] Jupiter's cloud-level variability triggered by torsional oscillations in the interior2023

    • 著者名/発表者名
      Hori K., Jones C.A., Antunano A., Fletcher L.N., Tobias S.M.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41550-023-01967-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Waves in planetary dynamos2022

    • 著者名/発表者名
      Hori K., Nilsson A., Tobias S.M.
    • 雑誌名

      Reviews of Modern Plasma Physics

      巻: 7 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1007/s41614-022-00104-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Jupiter’s torsional oscillations triggering cloud-level variability2023

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Hori
    • 学会等名
      RIMS Satellite Seminar/IIS U-Tokyo Symposium “Mathematical modelling of turbulent flows in astrophysical and geophysical phenomena”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Torsional oscillations in Jupiter and their link to tropospheric variability2023

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Hori, Chris A. Jones, Arrate Antunano, Leigh N. Fletcher, Steven M. Tobias,
    • 学会等名
      The 28th General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Torsional oscillations in Jupiter and their link to tropospheric variability2022

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Hori, Chris A. Jones, Steven M. Tobias
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Torsional oscillations in Jupiter2022

    • 著者名/発表者名
      Chris A. Jones, Kumiko Hori, Arrate Antunano, Leigh N. Fletcher, Steven M. Tobias,
    • 学会等名
      Isaac Newton Institute program DYN2 on “Frontiers in Dynamo Theory: from the Earth and the Stars”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://cs52-kobe-u.jp/main#research

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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