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2013 年度 実績報告書

ジオスペースにおけるトリガード・エミッションと高エネルギー粒子輸送の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23340147
研究機関京都大学

研究代表者

大村 善治  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50177002)

研究分担者 八木谷 聡  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (30251937)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード放射線帯 / 磁気圏 / 非線形 / コーラス放射 / 計算機実験 / 相対論的電子 / プラズマ波動 / ホイッスラーモード波
研究概要

ホイッスラーモード・コーラス放射に関する研究として、電子ハイブリッドコードによる計算機実験を行い、外部磁場の勾配を変化させることにより、コーラス放射のスペクトルが大きく変動することが判明した。これは、外部磁場の勾配が下がると非線形成長に対する閾値が低下し、赤道周辺の波動発生域が空間的に広がり、同時に発生する非線形成長するコーラスエレメントの数が増加して、同じ位置において周波数の異なる複数のエレメントが存在するようになるからである。複数のコーラスエレメントは、周波数分散により群速度および位相速度が異なるため、周波数スペクトルが広がり、互いに重なり合って、次第に位相が乱れて、ヒスのようなスペクトルに変化してゆく。このような位相が揃ったコーヒーレントなコーラス放射からインコーヒーレントなヒス的なスペクトルが混在する状態は、最近の衛星観測でも報告されている。同様のスペクトル構造の変化を、EMICトリガードエミッションを再現するイオン・ハイブリッドコードにおいても確認すると同時に、非線形成長におけるサブパケットの形成過程について詳細な解析を行った。非線形成長できる時間は限定されており、非線形成長は異なる周波数において断続的に起こり、周波数が上昇するライジングトーンエミッションは単純な傾きの線ではなく、複数の階段状のスペクトル構造からなることが判明した。一方、このEMICトリガード放射と相対論的電子の相互作用について大規模なテスト粒子シミュレーションを実行し、極域大気への相対論的電子の降込みが非線形トラッピングの効果により短時間で非常に効率よく起こることが分った。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Spectrum characteristics of electromagnetic ion cyclotron triggered emissions and associated energetic proton dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji and Y. Omura
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 119

    • DOI

      10.1002/2013JA019695

  • [雑誌論文] Electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions observed by THEMIS probes outside the plasmapause2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nakamura, Y. Omura, S. Machida, M. Shoji, M, Nose, V. Angelopoulos
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 119

    • DOI

      10.1002/2013JA019146

  • [雑誌論文] Effect of the background magnetic field inhomogeneity on generation processes of whistler-mode chorus and broadband hiss-like emissions2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Katoh and Y. Omura
    • 雑誌名

      Jounal of Geophysical Research

      巻: 118 ページ: 4189-4198

    • DOI

      10.1002/jgra.50477

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic electron microbursts due to nonlinear pitch-angle scattering by EMIC triggered emissions2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Omura and Q. Zhao
    • 雑誌名

      Jounal of Geophysical Research

      巻: 118 ページ: 5008-5020

    • DOI

      10.1002/jgra.50477, 2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triggering process of electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions in the inner magnetosphere2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji and Y. Omura
    • 雑誌名

      Jounal of Geophysical Research

      巻: 118 ページ: 5553-5561

    • DOI

      0.1002/jgra.50523

    • 査読あり
  • [学会発表] GENERATION MECHANISM OF WHISTLER-MODE CHORUS EMISSIONS2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      VERSIM 2014
    • 発表場所
      Dunedin, New Zealand
    • 年月日
      20140120-20140120
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of EMIC triggered emissions and associated precipitations of energetic protons and relativistic electrons in the Earth's inner magnetosphere

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      Naval Research Laboratory, Plasma Physics Devision Colloquium
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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