サブストームトリガー・駆動機構の完全解明に向けた先端研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22340145
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 町田 忍 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70209469)
• 研究分担者: 森岡 昭 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (50004479) ; 家田 章正 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (70362209) ; 能勢 正仁 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90333559) ; 三好 由純 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (10377781) ; 宮下 幸長 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 研究員 (20435811) ; 堀 智昭 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (30467344) ; 高田 拓 高知工業高等専門学校, その他部局等, その他 (80455469)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: サブストーム / オンセット / オーロラ / AKR / 磁場双極子化 / カレントディスラプション / GEOTAIL衛星 / THEMIS衛星

研究概要

オーロラ電波放射（AKR）は大別して、１）バースト性放射と２）連続性放射に分類されることを示し、そのうち連続性放射は地球の自転に同期して周波数を変化させていることを発見した。またその原因は加速域を貫く磁力線がプラズマシートのなかでプラズマ異方性が変化する領域（inner sheet boundary領域）を自転に同期してsweepしていることに起因するという仮説を提唱した。この結果は、AKRを用いて経年的なサブストーム活動の変化を調べる際に注意が必要であることを示唆している。
また、これまでのGEOTAIL衛星とTHEMIS衛星の観測による統計および事例解析の結果をもとに、サブストーム開始時の中間領域と磁場双極子化開始領域におけるエネルギー収支と輸送について、定量的な検討を行った。その結果、高速流のエネルギーは、大部分は熱束として運ばれること、磁場双極子化開始領域に流入するエネルギーの大部分は、尾部側からの高速流よりも、ローブからのポインティング束として運ばれてくること、波動ポインティング束は、高速流と比べると小さいが、背景磁場に平行な成分と垂直な成分は同程度であることがわかった。
さらに、THEMIS衛星データを用いた解析の結果、オンセットの直前に X = -12 Re(Re:地球半径)付近を尾部方向から強いコンベクティブな流れが地球に向かって進行することが確認された。そして、それが磁場変動の増大、広範囲にわたる地球向きの流れ、磁場双極子化、カレントディスラプションを引き起こしている様子を確認することができた。これらの特徴は、外側から擾乱がやって来てカレントディスラプションを引き起こすサブストームのモデルを支持する。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] An integrated analysis platform merging the SuperDARN data within the THEMIS tool developed by ERG-Science Center (ERG-SC) (2013)
  • 著者名/発表者名: Hori,T., N. Nishitani,Y. Miyoshi,Y. Miyashita,他9 名
  • 雑誌名: Advances in Polar Science 巻: 24 ページ: 69-77
  • DOI: doi:10.3724/SP.J.1085.2013.000692013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Universal time control of AKR: Earth is a spin-modulated variable radio source (2013)
  • 著者名/発表者名: Morioka, A.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 118 ページ: A018485 1-9
  • DOI: doi:10.1029/2012JA018485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wp index: A new substorm index derived from high-resolution geomagnetic field data at low latitude (2012)
  • 著者名/発表者名: Nose, M., T. Iyemori, L. Wang, 他13名
  • 雑誌名: Space Weather 巻: 117 ページ: S08002 1-12
  • DOI: doi:10.1029/2012SW000785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting the role of magnetic field fluctuations in nonadiabatic acceleration of ions during dipolarization (2012)
  • 著者名/発表者名: Nose, M.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 117 ページ: A02207 1-2
  • DOI: doi:10.1029/2012JA017518
  • 査読あり
• [雑誌論文] A statistical study of energy release and transport midway between the magnetic reconnection and initial dipolarization regions in the near-Earth magnetotail (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 117 ページ: A11214 1-16
  • DOI: doi:10.1029/2012JA017925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energetic particle injections to geostationary orbit: Relationship to flow bursts and magnetospheric state (2012)
  • 著者名/発表者名: Sergeev, V. A.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 117 ページ: A10207 1-12
  • DOI: doi:10.1029/2012JA017773
  • 査読あり
• [学会発表] 衛星観測からみたサブストーム時の近尾部磁気リコネクションの開始について (2013)
  • 著者名/発表者名: 町田忍
  • 学会等名: 磁気リコネクション研究の現状と展望２
  • 発表場所: 愛媛・松山
  • 年月日: 20130203-20130203
  • 招待講演
• [学会発表] Investigation of the characteristics of the dipolarization region with THEMIS data (2012)
  • 著者名/発表者名: Machida, S.
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（米国）
  • 年月日: 20121207-20121207
• [学会発表] On the transition between the inner plasma sheet and the outer plasma sheet in the Earth's magnetotail (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyashita
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（米国）
  • 年月日: 20121207-20121207
• [学会発表] Evolution of negative SI-induced ionospheric flows observed by SuperDARN King Salmon HF radar (2012)
  • 著者名/発表者名: Hori, T.
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ（米国）
  • 年月日: 20121203-20121203
• [学会発表] Geotail and THEMIS observation of substorm (2012)
  • 著者名/発表者名: Ieda, A.
  • 学会等名: GEOTAIL 20th Anniversary Workshop
  • 発表場所: 東京・大岡山
  • 年月日: 20121113-20121113
• [学会発表] Structure of the plasma sheet in the Earth's magnetotail and locations of substorm-associated processes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyashita
  • 学会等名: GEOTAIL 20th Anniversary Workshop
  • 発表場所: 東京・大岡山
  • 年月日: 20121113-20121113
• [学会発表] Dipolarization in the deep inner magnetosphere and selective acceleration of O+ ions (2012)
  • 著者名/発表者名: Nose, M.
  • 学会等名: 第132回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 20121021-20121021
• [学会発表] 地球磁気圏尾部の内部プラズマシートと外部プラズマシートの遷移について (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下幸長
  • 学会等名: 第132回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 20121021-20121021
• [学会発表] Relationship between substorm-associated processes in the magnetotail and plasma sheet structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, Y.
  • 学会等名: 11th International Conference on Substorms
  • 発表場所: Lueneburg（ドイツ）
  • 年月日: 20120906-20120906
• [学会発表] An integrated analysis platform powered by fitacf CDF and the THEMIS tool developed by ERG-Science Center (ERG-SC) (2012)
  • 著者名/発表者名: Hori, T.
  • 学会等名: SuperDARN Workshop 2012
  • 発表場所: 上海（中国）
  • 年月日: 20120531-20120531
• [学会発表] れいめい衛星観測による2次元オーロラ構造と降り込み粒子の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田拓
  • 学会等名: 第132回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] THEMISデータを用いたダイポール化領域の特性に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 町田忍
  • 学会等名: 第132回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2012-10-21