EMF駆動型磁気圏電離圏結合シミュレータによる全球Cowlingチャンネルの解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22540460
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉川 顕正 九州大学, 宙空環境研究センター, 講師 (70284479)
• 研究分担者: 寺田 直樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 準教授 (70470060)
• キーワード: 磁気圏電離圏結合 / Cowlingチャンネル / MHDシミュレータ

研究概要

本研究の目的は、既存の磁気圏電離圏(MI)結合シミュレータの壁を破る、Cowlingチャンネルの定量的抽出機能を実装した、electromotive force("emf")駆動型MI結合シミュレータの開発を行い、磁気圏電離圏が自己無同着に結合した系でのCowlingチャンネル形成過程を、高緯度オーロラジェット電流、中低緯度Sq電流系、磁気赤道ジェット電流系が結合した、全球チャンネルとして再現・可視化することにより、Cowling効果の全球に於ける役割と、そのMI結合系に於けるエネルギー収支を解明することにある。
この目的を遂行するため、本課題では(1)Walen-relationを応用したMI結合プロセスに於ける"emf"抽出法、及び(2)Hall電流共役法による、定量的Cowlingチャンネルの抽出法を確立し、(3)これらを実装した"emf"駆動型MI結合シミュレータの開発を行う。
本年度は、非線形Walen-relationを応用した磁気圏起源"emf"抽出スキームの開発とHall電流共役法を適用した電流系分離法のスキームの開発が進められ、Cowlingチャンネル抽出のための理論体系の構築が行われた。この成果は、次年度以降開発される"emf"駆動型磁気圏電離圏結合シミュレータの重要な基盤に対応する。本年の研究成果は米国地球物理学連合学会誌JGRに2編の論文として投稿された。

研究成果

• [雑誌論文] Reformulation and energy flow of the Cowling channel (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujii, R., O.Amm, A.Yoshikawa, A.Ieda, H.Vanjamakki
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 116(web)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A statistical investigation of the Cowling channel efficiency in the auroral zone (2011)
  • 著者名/発表者名: Amm O., R.Fujii, K.Kauristie, A.Aikio, A.Yoshikawa, A.Ieda, H.Vanhamaki
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 116(web)
  • 査読あり
• [雑誌論文] AKR modulation and Global Pi 2 oscillation : Jan.24, 1997 event7 (2011)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, T., K.Yumoto, T.Tokunaga, S.I.Solovyev, B.Shevtsov, R.Marshall, K.Liou, S.Ohtani, S.Abe, A.Ikeda, K.Kitamura, A.Yoshikawa, H.Kawano, M.Itonaga
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変化点検出を応用した時系列データからの突発現象の前兆検出アルゴリズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳永旭将, 池田大輔, 中村和幸, 樋口知之, 吉川顕正, 魚住禎司, 藤本晶子, 森岡昭, 湯元清文, CPMN Group
  • 雑誌名: 情報処理学会論文誌「数理モデル化と応用TOM」 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alfvenic-coupling algorithm for global and dynamical magnetosphere-ionosphere coupled system (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A., H.Nakata, A.Nakamizo, T.Uozumi, M.Itonaga, S.Fujita, K.Yumoto, T.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115(web)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substorm convection and current system deduced from the global simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T., A.Nakamizo, A.Yoshikawa, S.Fujita, H.Shinagawa, H.Shimazu, T.Kikuchi, K.Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115(web)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionospheric observation using FM-CW radar array (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A., A.Yoshikawa, M.G.Cardinal, K.Yumoto, M.Shinohara, K.Nozaki, B.M.Shevtsov, V.V.Bychkov, Q.M.Sugon, D.McNamara
  • 雑誌名: Advances in Geosciences 巻: 21 ページ: 379-391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Relation between Pi 2-associated Ionospheric Doppler Velocity and Magnetic Pulsation at Mid-Latitude MAGDAS Station (2010)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A., K.Yumoto, M.Shinohara, K.Nozaki, A.Yoshikawa, A.Shinbori
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115(web)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Onset Time Determination of Precursory Events in Time Series Data by an Extension of Singular Spectrum Transformation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga T., D.Ikeda, K.Nakamura, T.Higuchi, A.Yoshikawa, T.Uozumi, A.Fujimotok, A.Morioka, K.Yumoto
  • 雑誌名: INTERNATIONAL JOURNAL of CIRCUITS, SYSTEMS and SIGNAL PROCESSING 巻: 5 ページ: 46-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting Precursory Events in Time Series Data by an Extension of Singular Spectrum Transformation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga T., Daisuke Ikeda, Kazuyuki Nakamura, Tomoyuki Higuchi, Akimasa Yoshikawa, Teiji Uozumi, Akiko Fujimoto, Akira Morioka, Kiyohumi Yumoto, CPMN group
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th WSEAS International Conference on Applied Computer Science ページ: 366-374
  • 査読あり
• [学会発表] A self-consistent formulation for the evolution of ionospheric conductances at the ionospheric E-region within an M-I coupling scheme (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A
  • 学会等名: AGU Chapman conference on Relationship Between Auroral Phenomonology and Magnetospheric πrocesses
  • 発表場所: Fairbanks, USA
  • 年月日: 20110227-20110304
• [学会発表] Cowling研究からみた二次元ポテンシャルソルバーの留意点 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川顕正
  • 学会等名: Cowling研究からみた二次元ポテンシャルソルバーの留意点,平成22年度名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会「GEMSIS-太陽、磁気圏、電離圏ワークショップ2010
  • 発表場所: 名鉄犬山ホテル(招待講演)
  • 年月日: 20101227-20101228
• [学会発表] Cowlingチャンネル生成に伴う伝導度分配機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川顕正
  • 学会等名: 平成22年度国立極地研究所研究集会「極域における電離圏パラメータの非線形発展;モデル化と検証」
  • 発表場所: 国立極地研究所
  • 年月日: 20101221-20101222
• [学会発表] Cowlingチャンネル研究の展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川顕正
  • 学会等名: 平成22年度名古屋大学太陽地球環境研究所研究集「EISCAT研究集会」
  • 発表場所: 情報通信研究機構(招待講演)
  • 年月日: 20101206-20101208
• [学会発表] 磁気圏電離圏結合系に於ける電流キャリア遷移過程を考慮した電気伝導度モデリングとその帰結 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川顕正, 中溝葵, 魚住禎司, 田中良昌, 大谷晋一
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会,第128回総会・講演会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会
  • 年月日: 20101030-20101103
• [学会発表] On the Harang-discontinuity type ionospheric potential field deformation derived from the multi- functional ionospheric potential solver (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A., S Ohtani
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(Invited talk)
  • 年月日: 20100622-20100625
• [学会発表] Formation of Cowling Channel through the Inductive MI-Coupling Process (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A., O Amm, H Vanhamoki, R Fujii
  • 学会等名: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(Invited talk)
  • 年月日: 20100622-20100625
• [学会発表] Formation of Cowling Channel through the MI-Coupling Process via Shear Alfven Wave (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A., O Amm, R Fujii
  • 学会等名: EGU-meeting
  • 発表場所: Vienne, Austria(Invited talk)
  • 年月日: 20100502-20100508
• [学会発表] 電流キャリア遷移過程を考慮した電気伝導度発展方程式の考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川顕正
  • 学会等名: 第34回極域宙空圏シンポジウム
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Hall Conjugate Analysis for extraction of Cowling Channel (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A
  • 学会等名: FMI-Invitation seminar
  • 発表場所: Helsinki, Finland(Invited talk)
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Generalized Cowling Channel in the global ionosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa A
  • 学会等名: FMI-Invitation seminar
  • 発表場所: Helsinki, Finland(Invited talk)
  • 年月日: 2010-08-20