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2013 年度 実施状況報告書

大気プラズマ結合過程の研究―日米共同ロケット実験―

研究課題

研究課題/領域番号 24540477
研究機関北海道大学

研究代表者

渡部 重十  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90271577)

キーワード熱圏大気 / 電離圏 / プラズマ / 大気重力波 / リチウム / TMA
研究概要

2014年5月に,マーシャル諸島でNASA,クレムソン大学と共同でロケット実験を実施した.高度100kmから上方には太陽光があり地上に太陽光がない19時地方時に,2機のロケットを約1分間隔で打ち上げ,熱圏下部と上部(電離圏E層とF層)の中性大気とプラズマを同時に測定した.クレムソン大学と共同で開発したリチウム原子放出機器とTMA放出機器による熱圏大気風と密度の測定を担当した.ロケットからリチウム原子とTMAを放出することにより熱圏大気にリチウム原子雲とTMA雲が形成された.これらの雲をロイ島,ロンゲラップ島,リキエップ島に配置した高感度CCDカメラと高感度ビデをカメラで同時に観測した.データ量は約1テラバイトになった.雲の移動と雲構造の変化から熱圏大気風と重力波を捉えることに成功した.高度~90kmから~300kmで10m/s以下の詳細な熱圏大気変動を高感度CCDカメラと高感度ビデオカメラで同時に測定したのは世界で初めてである.高度100km付近には約100m/sの熱圏大気風速のシアーが存在し,同じ高度領域にプラズマ密度変動も観測された.地上レーダーによる同時観測も同じ領域にプラズマ密度変動を捉えていた.ロケットにはプラズマと電磁波を測定する機器も搭載し,高度~90kmから~300kmでの熱圏大気とプラズマの同時観測に成功した.
NASAとの共同実験は,平成24年度だけでなく,平成25年度の国内外の学会や研究会でも招待講演を依頼されている.熱圏大気とプラズマの相互作用に関する研究を大きく前進させる実験であり,当該分野の研究に対するインパクトは極めて高い.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ロケット実験を計画通り実施した.ロケット搭載機器と地上観測機器はすべて正常に動作した.世界初の良好なデータを取得することに成功した.熱圏大気風と変動,プラズマ密度変動を同時に捉えることに成功した.国内外の学会や研究会で招待講演を行うなど,研究は計画通りに進んでいる.

今後の研究の推進方策

約1テラバイトのデータ処理が終了したので,論文作成と研究の総まとめを行う.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013

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

  • [雑誌論文] Rocket-borne Lithium ejection system for neutral wind measurement2013

    • 著者名/発表者名
      H. Habu, M. Yamamoto, S. Watanabe, and M. F. Larsen
    • 雑誌名

      An Introduction to Space Instrumentation

      巻: 8 ページ: 53-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionospheric disturbances induced by a missile launched from North Korea on 12 December 20122013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kakinami, Masayuki Yamamoto, Chia-Hung Chen, Shigeto Watanabe, Charles Lin, Jenn-Yanq Liu, and Hiroto Habu
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 118 ページ: 1-6

    • DOI

      doi:10.1002/jgra.50508

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of electron density and temperature observed by DEMETER2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kakinami, Masashi Kamogawa, Tatsuo Onishi, Kaori Mochizuki, Jean-Pierre Lebreton, Shigeto Watanabe, Masa-Yuki Yamamoto, Toru Mogi
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 52 ページ: 1267-1273

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical model of the thermospheric mass density based on CHAMP satellite observations2013

    • 著者名/発表者名
      Huixin Liu, Takashi Hirano, and Shigeto Watanabe
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 118 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/jgra.50144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionospheric ripples excited by superimposed wave fronts associated with Rayleigh waves in the thermosphere2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Kakinami, Masashi Kamogawa, Shigeto Watanabe, Masatsugu Odaka, Toru Mogi, Jann-Yenq Liu, Yang-Yi Sun, Takuji Yamada
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 118 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/jgra.50099

    • 査読あり
  • [学会発表] Observations of upper atmosphere by sounding rockets2013

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, T. Abe, Y. Furuta, H. Habu, Y. Kakinami, M-Y. Yamamoto, M. Yamamoto, M. F. Larsen
    • 学会等名
      NiCT
    • 発表場所
      情報通信研究機構, 小金井市
    • 年月日
      20130916-20130918
    • 招待講演
  • [学会発表] Ionosphere-Thermosphere Coupling2013

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe
    • 学会等名
      CAWSESII
    • 発表場所
      国立中央大学, 台湾
    • 年月日
      20130715-20130715
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a measurement method of upper atmospheric wind by using Lithium releases2013

    • 著者名/発表者名
      Masa-yuki Yamamoto, Shigeto Watanabe, Mamoru Yamamoto, Takumi Abe, and Hiroto Habu
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知県
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] WINDs Campaign - Ion-Neutral Coupling in the Thermosphere -2013

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, T. Abe, H. Habu, Y. Kakinami, M-Y. Yamamoto, M. Yamamoto
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知県
    • 年月日
      20130602-20130609
  • [学会発表] Sounding Rocket/Ground-based Observation Campaign for Medium-Scale Traveling Ionospheric Disturbances (MSTID)2013

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Yamamoto, Akinori Saito, Yuichi Otsuka, Tatsuhiro Yokoyama, Masa-yuki Yamamoto, Takumi Abe, Shigeto Watanabe, Keigo Ishisaka, Miguel F. Larsen, Rob Pfaff, Paul Bernhardt
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知県
    • 年月日
      20130602-20130609

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公開日: 2015-05-28  

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