研究課題
本研究では月における天気予報を地球の天気予報レベルで行うシステム開発に挑戦する。近年、月の有人拠点計画など月面が我々の社会の延長線上に見え始めた。月には地球のような高密度な大気や磁場が存在しないため、常に太陽から放出される電離した粒子の風「太陽風」に晒され、その変動によってもたらされる放射線によって生命や電子機器にとって危険な状態になる。太陽風は電波を散乱する性質がある。そこで本研究では、独自の電波観測を用いて太陽風の散乱現象を検出し、そのデータを逐次データ同化の手法を用いて磁気流体シミュレーションに取り込むことで月面での太陽風変動の予測精度を劇的に向上させることに挑戦している。太陽風は電波を散乱する性質をもつ。太陽系の外にある天体を観測中に地球と天体の間を強い太陽風が横切れば、天体からの電波が散乱によって揺らぐため、太陽風の通過を間接的に検知することができる。この原理は気象レーダーに似ている。宇宙には多数の天体が存在しているため、それらの電波の散乱から、宇宙全体に広がる太陽風の構造を把握することができる。計画初年度にあたる本年度は研究代表者が運用する独自の地上電波観測装置による太陽嵐の地上電波観測を1年を通して行なった。並行して、観測データを磁気流体シミュレーションに同化するために必要となるシミュレーション結果から擬似観測データを合成する手法および結果の評価手法の開発研究を行なった。その結果、データ同化処理を行う目処が立った。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画通り、太陽風の地上電波観測を実施し365日欠測なくデータを取得することができた。このような観測を1年を通して毎日実施できているのは世界的に見ても本研究プロジェクトだけであり、価値の高い成果となった。観測と並行して、観測データをリアルタイムで処理し磁気流体シミュレーションに同化させるためのプログラム開発や評価手法の検討を行ない、実際にデータ同化を行う目処が立った。この点は予定より早く完了できた。一方で計画段階では初年度にリアルタイムでデータ処理するシステムの一部を導入する予定だったが、システムの検討に時間がかかったため、調達は次年度に持ち越しとなった。以上を総合的に判断し、概ね順調に進展していると判断する。
データ同化処理のための準備が整ったため、今後はデータ同化処理を行う部分の開発研究を行う。この部分は企業との共同開発研究を想定しており、その業者選定が現在完了しつつある。並行してリアルタイム処理を行うためのデータ処理システムの導入を進める。この部分は昨年度に実施する予定で、時間がかかっている部分であり、ある程度検討が進んでいるので、本年度内には完了が見込まれる。今年度中には当初の予定通り、データ同化太陽風予測モデルが完成し、来年度にはその性能評価が実施できる予定である。
本年度は既存の装置による連続観測と並行してデータ同化を行う解析部分について研究を行い、この部分では支出は元々生じる予定は無かった。本年度、リアルタイムでデータを解析するシステムを導入する予定だったが、検討に時間がかかり年度内に調達できなかった。このシステムは次年度には導入できる予定である。また、本課題に関する学会発表をおこなっているが、全てオンライン参加の学会になったため、旅費が生じなかった。年度内に直接経費の支出が生じていないが、研究は総合的に見ると概ね順調に進んでいる。
すべて 2022
すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)
