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2012 年度 実績報告書

電離圏嵐の数値予報:北極・赤道域観測と連携したシミュレーション手法開発と実証

研究課題

研究課題/領域番号 23340144
研究機関成蹊大学

研究代表者

藤原 均  成蹊大学, 理工学部, 教授 (50298741)

研究分担者 品川 裕之  独立行政法人情報通信研究機構, その他部局等, 研究員 (00262915)
小川 泰信  国立極地研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (00362210)
三好 勉信  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243884)
野澤 悟徳  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (60212130)
陣 英克  独立行政法人情報通信研究機構, その他部局等, 研究員 (60466240)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード極域電離圏 / 熱圏 / EISCATレーダー / 太陽風 / オーロラ / CME / Naライダー / 大気波動
研究概要

本研究は、オーロラ現象にともなう極域へのエネルギー流入と、その結果として生じる電離圏変動を観測的に理解し、現状の観測では把握することが出来ない中性(熱圏)大気変動を数値シミュレーションによって明らかにし、電離圏・熱圏変動の数値予報のための手法を開発(蓄積)することを目的としている。前年度(2012年3月12-13日)に取得したEISCATレーダー特別実験データの解析を行い、極域電離圏変動について調べた。太陽活動が徐々に活発化していることを反映し、EISCAT観測の数日前から太陽フレアに伴う太陽質量放出(Coronal Mass Ejection: CME)現象が多発した。上記観測では、そのうちの1つの影響による太陽風変動が引き起こした電離圏変動を捉えることに成功した。地理緯度69.6度のトロムソ(KST)、地理緯度78.2度のロングイアビン(ESR)での観測から、太陽風変動に対応した広範な緯度帯へのエネルギー流入の結果、激しく変動する電離圏をモニターすることが出来た。また、局所的に極めて強い加熱が生じていたことも明らかとなった。ここでの結果は極めて貴重な観測例であり、極域電離圏・熱圏変動の典型例の1つを与えるものとして、更なる詳細な解析と大気大循環モデルによるシミュレーションを実施する予定である。EISCATレーダーサイトに設置されているNaライダーにより、高度約80-110 kmでのNa密度、温度変動を観測した。また、極域での下層大気・超高層大気上下結合に関する数値シミュレーションを実施した。下層大気に起源を持つ、大気重力波・潮汐波が極域電離圏・熱圏大気に及ぼす影響について定量的な議論が可能になるものと期待される。
本年度末にトロムソへ赴き、EISCAT特別実験を2013年3月14、15日に実施した。これまでの観測データとの比較により、詳細な解析を進める予定である。

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

昨年度の遅れを完全には取り戻していないため。EISCATレーダー観測、及びライダー観測は概ね順調に進展し、良質なデータの取得に成功している。また、データ解析も概ね順調で、興味深い現象も見つかっている。一方、シミュレーション研究に関しては、大気上下結合については順調だが、上部熱圏変動については予定通りの進展とはなっていない。

今後の研究の推進方策

極域レーダー観測結果をまとめる段階になったことから、今後(最終年度)は、観測結果に対応したGCMシミュレーションを最優先で進める。低分解能モデルでの数値計算に重点を置いて、様々な条件下でのシミュレーションを多数実施する。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Wave-4 structure of the neutral density in the thermosphere and its relation to atmospheric tide2012

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, Y.
    • 雑誌名

      J. Atmos. Sol.-Terr. Phys.

      巻: 90 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2011.12.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global response of the ionosphere to atmospheric tides forced from below: Comparison between COSMIC measurements and simulations by Atmosphere-Ionosphere Coupled Model GAIA2012

    • 著者名/発表者名
      Pancheva, D.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 117 ページ: A017452

    • DOI

      10.1029/2011JA017452

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of migrating tides to the stratospheric sudden warming in 2009 and their effects on the ionosphere studied by a whole atmosphere-ionosphere model GAIA with COSMIC and TIMED/SABER observations2012

    • 著者名/発表者名
      Jin, H.
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 117 ページ: A017650

    • DOI

      10.1029/2012JA017650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polar cap thermosphere and ionosphere during the solar minimum period: EISCAT Svalbard radar observations and GCM simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Earth, Planet and Space

      巻: 64 ページ: 459-465

    • DOI

      10.5047/eps.2011.05.023

    • 査読あり
  • [学会発表] グローバル電離圏モデル高精度化の問題点2013

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      STEシミュレーション研究会&STPシミュレーション・モデリング技法勉強会
    • 発表場所
      名古屋大学,愛知県
    • 年月日
      20130323-20130323
  • [学会発表] 数値モデルによる中間圏・熱圏での緯度間結合過程の解明2013

    • 著者名/発表者名
      三好勉信
    • 学会等名
      緯度間結合の大気科学研究集会
    • 発表場所
      名古屋大学,愛知県
    • 年月日
      20130321-20130321
    • 招待講演
  • [学会発表] 気象データを取り入れた大気圏-電離圏モデリングの試みと課題について2013

    • 著者名/発表者名
      陣 英克
    • 学会等名
      名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会「STEシミュレーション研究会」
    • 発表場所
      名古屋大学,愛知県
    • 年月日
      20130321-20130321
  • [学会発表] GCM simulation of the polar atmosphere by GRENE project2013

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, Y.
    • 学会等名
      The first ANGWIN workshop
    • 発表場所
      NIPR, Tokyo
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] 全大気圏-電離圏結合モデル(GAIA)の現状と今後の開発計画2013

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      電磁圏物理学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学,福岡県
    • 年月日
      20130305-20130305
  • [学会発表] 高精度大気圏-電離圏モデルの開発2013

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      中緯度短波レーダー研究会
    • 発表場所
      名古屋大学,愛知県
    • 年月日
      20130128-20130128
  • [学会発表] Studies of vertical coupling processes in the Arctic region using a GCM2013

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, Y.
    • 学会等名
      Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR3)
    • 発表場所
      Miraikan, Tokyo
    • 年月日
      20130115-20130115
  • [学会発表] Gravity waves in the thermosphere/ionosphere simulated by a whole atmosphere model2012

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, Y.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, USA
    • 年月日
      20121205-20121205
  • [学会発表] EISCAT観測・GCMシミュレーションにみられる極域熱圏・電離圏変動2012

    • 著者名/発表者名
      藤原均
    • 学会等名
      第3回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所, 東京都
    • 年月日
      20121126-20121126
  • [学会発表] 宇宙天気としての熱圏・電離圏変動の研究2012

    • 著者名/発表者名
      藤原 均
    • 学会等名
      宇宙環境シンポジウム
    • 発表場所
      東京都市大学, 東京都
    • 年月日
      20121105-20121105
  • [学会発表] 太陽活動極大期におけるEISCATレーダー観測とGCMシミュレーションによる極域熱圏電離圏研究2012

    • 著者名/発表者名
      藤原均
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121022-20121022
  • [学会発表] 地球超高層大気撮像観測ミッションISS- IMAPの初期観測と今後の観測計画2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤昭則
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121022-20121022
  • [学会発表] 長期シミュレーションによる成層圏昇温時の電離圏変動メカニズムの研究2012

    • 著者名/発表者名
      陣英克
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圏-電離圏結合現象のシミュレーション研究: 現状と今後の計画2012

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
  • [学会発表] GAIA model simulation of the thermosphere response to SSW2012

    • 著者名/発表者名
      Liu Huixin
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
  • [学会発表] GAIAを用いた温室効果ガス増加に伴う超高層大気の長期変動の見積もり( その2)2012

    • 著者名/発表者名
      三好勉信
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
  • [学会発表] 九州大学大気大循環モデルを用いた北極気候変動研究2012

    • 著者名/発表者名
      三好勉信
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
  • [学会発表] 大気大循環モデルによる下部熱圏極域における中性風の加速メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      小田亜弓
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121021-20121021
  • [学会発表] 全大気圏-電離圏結合モデル (GAIA) を用いた宇宙天気・宇宙気候研究2012

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第132回総会・講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      20121020-20121020
  • [学会発表] 太陽活動変化に対する地球・惑星超高層大気変動2012

    • 著者名/発表者名
      藤原 均
    • 学会等名
      極端宇宙天気研究集会
    • 発表場所
      東京工業大学, 東京都
    • 年月日
      20121002-20121002
  • [学会発表] Possible Contribution of Whole Atmosphere-Ionosphere Coupled Model to Space Weather Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Jin, H.
    • 学会等名
      the AOGS-AGU (WPGM) Joint Assembly
    • 発表場所
      Resorts World Convention Centre, Singapore
    • 年月日
      20120813-20120817
    • 招待講演
  • [学会発表] Tidal variability during stratospheric sudden warming in 2009: Comparison between GAIA model and COSMIC and TIMED/SABER observations2012

    • 著者名/発表者名
      Jin, H.
    • 学会等名
      the 39th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      Infosys Training Centre, Mysore, India
    • 年月日
      20120714-20120722
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of the polar ionosphere and thermosphere from GCM simulations and radar observations2012

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H.
    • 学会等名
      Japan-Norway Symposium on Space Sciences in Polar Region
    • 発表場所
      University of Oslo, Oslo, Norway
    • 年月日
      20120605-20120606
  • [学会発表] GCMシミュレーションとレーダー観測による中層・超高層大気研究2012

    • 著者名/発表者名
      藤原均
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場,茨城県
    • 年月日
      20120526-20120526
    • 招待講演
  • [学会発表] トロムソナトリウムライダーの2011年度観測概要2012

    • 著者名/発表者名
      野澤 悟徳
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120523-20120523
  • [学会発表] トロムソナトリウムライダーを用いた極域中間圏・下部熱圏における大気重力波の上方伝搬の研究2012

    • 著者名/発表者名
      高橋 透
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120523-20120523
  • [学会発表] スーパーフレアが地球大気に及ぼす影響について2012

    • 著者名/発表者名
      三好勉信
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120522-20120522
  • [学会発表] Comparison between GAIA model and COSMIC-TIMED/SABER observations: stratospheric warming event in 20092012

    • 著者名/発表者名
      陣英克
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120522-20120522
  • [学会発表] 惑星超高層大気への太陽活動の影響2012

    • 著者名/発表者名
      藤原均
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120522-20120522
  • [学会発表] 全大気圏-電離圏結合モデル(GAIA)を用いた宇宙天気研究2012

    • 著者名/発表者名
      品川裕之
    • 学会等名
      地球惑星科学関連学会連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ, 千葉県
    • 年月日
      20120521-20120521

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公開日: 2014-07-24  

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