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2022 年度 実績報告書

南極域における先進的気球・レーダー観測を用いた大気重力波の三次元特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H01160
研究機関国立極地研究所

研究代表者

冨川 喜弘  国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (20435499)

研究分担者 齋藤 芳隆  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)
佐藤 薫  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90251496)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード重力波 / スーパープレッシャー気球 / 南極 / PANSYレーダー
研究実績の概要

近年、対流圏・下部成層圏内を長期(>1か月)にわたって浮遊可能なスーパープレッシャー(SP)気球の開発が各国で進められており、特に大気重力波の観測に威力を発揮している。大気重力波は、現在の気候モデルの主要な不確定要素の1つであり、その平均的描像だけでなく、振幅や運動量フラックスの確率密度分布を観測することが求められている。SP気球を用いた観測では、大気重力波の広範な周期帯(約5分~十数時間)全域においてそれらの物理量を得ることができる。本研究では、南極昭和基地でのSP気球観測を実施し昭和基地に設置されている大型大気レーダーPANSYの観測と組み合わせ、大気重力波による運動量輸送の3次元的描像を明らかにする。
南極地域観測63次夏隊で実施したスーパープレッシャー気球観測計画について記述した英語論文をJournal of Evolving Space Activities誌に投稿し、出版された(Tomikawa et al., 2023)。63次夏のスーパープレッシャー気球観測のデータを解析し、水平風速に見られる近慣性周期の変動が慣性振動によることを明らかにした(投稿準備中)。同観測で得られたイリジウムの位置情報データを解析し、南極上空におけるイリジウムの位置情報精度について報告した(Kaho et al., 2023)。また、63次夏に使用したスーパープレッシャー気球は、紫外線耐性が不足していたと考えられるため、ポリエチレンフィルムを二重にした新たな気球を試作し、耐圧・気密試験を実施した。観測装置については、イリジウムモジュール・基板の変更、オプションボードの再設計、気圧センサー用基板の試作を行った。

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

2022年度に気球や観測装置の改良を実施し、2023年度に予定している昭和基地でのスーパープレッシャー気球観測は予定通り実施できる見込みである。

今後の研究の推進方策

2023年度後半に南極昭和基地で3回のスーパープレッシャー気球観測を計画しており、実施に向けた国内準備を2023年度前半に進める。また、2021年度に取得したデータの解析結果を論文として取りまとめ、投稿する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] LODEWAVE (LOng-Duration balloon Experiment of gravity WAVE over Antarctica)2023

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa, Y, K. Sato, Y. Saito, I. Murata, N. Hirasawa, M. Kohma, K. Nakashino, D. Akita, T. Matsuo, M. Fujiwara, and L. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Evolving Space Activities

      巻: 1 ページ: 14

    • DOI

      10.57350/jesa.14

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LODEWAVE実験にむけたスーパープレッシャー気球の開発(II)2023

    • 著者名/発表者名
      斎藤芳隆, 冨川喜弘, 村田功, 秋田大輔, 中篠恭一, 松尾卓摩, 橋本紘幸, 松嶋清穂
    • 雑誌名

      宇宙航空研究開発機構研究開発報告:大気球研究報告

      巻: JAXA-RR-22-008 ページ: 25-35

    • DOI

      10.20637/00049110

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 成層圏・中間圏の大気化学の諸問題2023

    • 著者名/発表者名
      江口菜穂, 山下陽介, 秋吉英治, 酒井哲, 長濱智生, 冨川喜弘, 中島英彰, 杉田考史, 坂崎貴俊, 斉藤拓也, 水野亮
    • 雑誌名

      大気化学研究

      巻: 48 ページ: 048A02

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気球実験におけるイリジウム測位誤差の高度・場所依存性の評価2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木貴登, 加保貴奈, 斎藤芳隆, 山谷昌大, 冨川喜弘
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 122 ページ: 34-39

  • [雑誌論文] Communication Experiment of Iridium Satellite and Super Pressure Balloon over Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      Kaho, T., Y. Saito, and Y. Tomikawa
    • 雑誌名

      2022 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)

      巻: 2022 ページ: 677-679

    • DOI

      10.23919/APMC55665.2022.9999755

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 南極における大気重力波のスーパープレッシャー気球観測計画(LODEWAVE)の第1回キャンペーン観測の結果2022

    • 著者名/発表者名
      冨川喜弘、佐藤薫、斎藤芳隆、村田功、平沢尚彦、高麗正史、中篠恭一、秋田大輔、松尾卓摩、藤原正智、加保貴奈、吉田理人
    • 雑誌名

      大気球シンポジウム: 2022年度

      巻: isas22-sbs-033 ページ: 1-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 南極における気球とイリジウム衛星間の通信データの分析2022

    • 著者名/発表者名
      加保貴奈、鈴木貴登、斎藤芳隆、冨川喜弘
    • 雑誌名

      大気球シンポジウム: 2022年度

      巻: isas22-sbs-029 ページ: 1-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] イリジウム衛星を用いた南極上空スーパープレッシャー気球の測位誤差の実験評価2022

    • 著者名/発表者名
      加保貴奈、鈴木貴登、斎藤芳隆、冨川喜弘
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 122 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] イリジウム衛星ショートバースト通信を用いた南極上空の通信実験2022

    • 著者名/発表者名
      加保貴奈、斎藤芳隆、冨川喜弘
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 122 ページ: 34-39

  • [学会発表] First Campaign Results of LODEWAVE (LOng-Duration balloon Experiment of gravity WAVE over Antarctica)2023

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa, Y, K. Sato, Y. Saito, I. Murata, N. Hirasawa, M. Kohma, K. Nakashino, D. Akita, T. Matsuo, M. Fujiwara, T. Kaho, and L. Yoshida
    • 学会等名
      ISAR-7
    • 国際学会
  • [学会発表] First Campaign Results of LODEWAVE2023

    • 著者名/発表者名
      冨川喜弘, 佐藤薫, 斎藤芳隆, 村田功, 平沢尚彦, 高麗正史, 中篠恭一, 秋田大輔, 松尾卓摩, 藤原正智, 加保貴奈, 吉田理人
    • 学会等名
      2022年度PANSY研究集会
  • [学会発表] First Campaign Results of LODEWAVE (LOng-Duration balloon Experiment of gravity WAVE over Antarctica)2022

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa, Y, K. Sato, Y. Saito, I. Murata, N. Hirasawa, M. Kohma, K. Nakashino, D. Akita, T. Matsuo, M. Fujiwara, T. Kaho, and L. Yoshida
    • 学会等名
      The 13th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] LODEWAVE (LOng-Duration balloon Experiment of gravity WAVE over Antarctica)2022

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa, Y, K. Sato, Y. Saito, I. Murata, N. Hirasawa, M. Kohma, K. Nakashino, D. Akita, T. Matsuo, M. Fujiwara, T. Kaho, and L. Yoshida
    • 学会等名
      5th International ANGWIN Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Preliminary results of LODEWAVE2022

    • 著者名/発表者名
      Tomikawa, Y, K. Sato, Y. Saito, I. Murata, N. Hirasawa, M. Kohma, K. Nakashino, D. Akita, T. Matsuo, M. Fujiwara, T. Kaho, and L. Yoshida
    • 学会等名
      COSPAR2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 南極における大気重力波のスーパープレッシャー気球観測計画(LODEWAVE)の第1回キャンペーン観測の結果2022

    • 著者名/発表者名
      冨川喜弘, 佐藤薫, 斎藤芳隆, 村田功, 平沢尚彦, 高麗正史, 中篠恭一, 秋田大輔, 松尾卓摩, 藤原正智, 加保貴奈, 吉田理人
    • 学会等名
      大気球シンポジウム:2022年度
  • [学会発表] 南極域における大気重力波のスーパープレッシャー気球観測(LODEWAVE)2022

    • 著者名/発表者名
      冨川喜弘, 佐藤薫, 斎藤芳隆, 村田功, 平沢尚彦, 高麗正史, 中篠恭一, 秋田大輔, 松尾卓摩, 藤原正智, 加保貴奈, 吉田理人
    • 学会等名
      宇宙空間からの地球超高層大気観測に関する研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Preliminary results of LODEWAVE2022

    • 著者名/発表者名
      冨川喜弘、佐藤薫、斎藤芳隆、村田功、平沢尚彦、高麗正史、中篠恭一、秋田大輔、松尾卓摩、藤原正智、吉田理人
    • 学会等名
      JpGU2022
  • [備考] 南極上部対流圏・下部成層圏における先進的気球観測

    • URL

      https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan9/ippan-glaciology02.html

  • [備考] 大型大気レーダーを中心とした観測展開から探る大気大循環変動

    • URL

      https://www.nipr.ac.jp/antarctic/science-plan10/juuten06.html

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公開日: 2023-12-25  

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