北米域での高時間分解能オーロラ観測と電波観測を軸とした脈動オーロラ変調機構の研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25302006
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三好 由純 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (10377781)
• 研究分担者: 尾崎 光紀 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (70422649) ; 海老原 祐輔 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (80342616) ; 片岡 龍峰 国立極地研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (90462671)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 脈動オーロラ / コーラス波動 / 波動粒子相互作用 / 時間階層性

研究実績の概要

本研究では、脈動オーロラと呼ばれる明滅するオーロラの持つ時間変動の起源について、VLF帯のプラズマ波動であるホイッスラーモードコーラスとの対応関係を、高感度カメラによるオーロラの高速撮像と地上VLF波動観測との対応から明らかにすることを目的としている。
計画最終年度の平成28年度においても、アラスカおよびカナダでの高速撮像観測を継続して実施するとともに、取得されたデータ解析を行ってきた。特に本年度は、脈動電子オーロラのカウンターパートとなる脈動プロトンオーロラの研究も実施し、高速撮像によって観測された脈動プロトンオーロラ中の高速変調成分を同定するとともに、その高速変調成分と地上で観測されたULF波動（Pc1 バースト）に見られる周波数上昇型の変調との対応関係の存在を新たに特定した。これは、脈動電子オーロラとホイッスラーモードコーラスとの関係のカウンターパートとなる現象であり、脈動電子オーロラの特性を理解するうえでも重要な知見となる。これらの結果は、論文誌において報告された。また、脈動電子オーロラに見られる空間的な特徴を抽出するために、主成分分析(PCA)を利用した領域特定の手法の開発を進め、学会等での報告を行った。さらに、平成27年12月に打ち上げられた「あらせ」衛星と、上記の観測点との同時観測にも成功し、現在それらのデータ解析も継続して実施している。
なお、これらのデータについては webサイトでのケオグラムの公開をはじめとするデータベースの構築を進め、広く利用できる体制を整備している。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] First evidence of patchy flickering aurora modulated by multi-ion electromagnetic ion cyclotron waves (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., R. Kataoka, H. Uchida, Y. Miyoshi, D. Hampton, K. Shiokawa, Y. Ebihara, D. Whiter, N. Iwagami, and K. Seki
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/2017GL072956
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quasi-periodic rapid motion of pulsating auroras (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, Y., R. Kataoka, Y. Miyoshi, Y. Katoh, T. Nishiyama, K. Shiokawa, Y. Ebihara, D. Hampton, and N. Iwagami
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 10 ページ: 183-191
  • DOI: 10.1016/j.polar.2016.03.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-speed stereoscopy of aurora (2016)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, R., Y. Fukuda, H.-A. Uchida, H. Yamada, Y. Miyoshi, Y. Ebihara, H. Dahlgren, and D. Hampton
  • 雑誌名: Ann. Geo. 巻: 34 ページ: 41-44
  • DOI: 10.5194/angeo-034-1-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sub-structures with luminosity modulation and horizontal oscillation in pulsating patch: Principal component analysis application to pulsating aurora (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, T., Y. Miyoshi, Y. Katoh, T. Sakanoi, R. Kataoka, and S. Okano
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 121 ページ: 2360-2373
  • DOI: 10.1029/2015JA022288
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fast modulations of pulsating proton aurora related to subpacket structures of Pc1 geomagnetic pulsations at subauroral latitudes (2016)
  • 著者名/発表者名: Ozaki, M., K. Shiokawa,, Y. Miyoshi, R. Kataoka, S. Yagitani, T. Inoue, Y. Ebihara, C. Jun, R. Nomura, K. Sakaguchi, Y. Otsuka, M. Shoji, I. Schofield, M. Connors, and V. Jordanova
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 43 ページ: 7859-7866
  • DOI: 10.1002/2016GL070008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 主成分分析を用いた脈動オーロラの変調解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅野貴紀、三好由純、栗田怜、町田忍、西山尚典、片岡龍峰、 福田陽子、内田ヘルベルト陽 仁、大山伸一郎、塩川和夫、細川敬祐、小川泰信
  • 学会等名: 第7回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 極地研究所
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • 国際学会
• [学会発表] 全天カメラで取得された脈動オーロラの画像に対する主成分分析を用いた変調解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅野 貴紀,三好 由純,栗田 怜,町田 忍,西山 尚典,片岡 龍峰,福田 陽子,内田 ヘルベルト陽仁,大山 伸一郎,塩川 和夫,細川 敬祐,小川 泰信
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-19 – 2016-11-23
• [学会発表] 脈動プロトンオーロラ非等方的発光空間分布 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上 智寛、尾崎 光紀、八木谷 聡、塩川 和夫 、三好 由純、片岡 龍峰、 海老原 祐輔、 野村 麗子 、坂 口 歌織 、大塚 雄一 、Connors Martin
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-19 – 2016-11-23
• [学会発表] 昭和-VAP事例報告：昼-夕方側で観測された脈動オーロラの特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西山 尚典、門倉 昭、三好 由純、栗田 怜、田中 良昌、岡田 雅樹
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-19 – 2016-11-23
• [学会発表] Causal Relationship between Relativistic Electron Acceleration and Microbursts (2016)
  • 著者名/発表者名: 齊藤 慎司、三好 由純、栗田 怜
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-19 – 2016-11-23
• [備考] オーロラ画像公開データベース
  • URL: https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/cef/emccd.cgi