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2015 年度 実施状況報告書

地磁気擾乱時における電離圏電場分布の変動と電離圏擾乱ダイナモとの関係

研究課題

研究課題/領域番号 26400478
研究機関京都大学

研究代表者

新堀 淳樹  京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (30555678)

研究分担者 堀 智昭  名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (30467344)
小山 幸伸  大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ, 大学共同利用機関等の部局等, 研究員 (50598513)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード電離圏ダイナモ / 地磁気変動 / 下部熱圏風 / 太陽風 / 磁気嵐 / 電離圏電場 / 電離圏電気電導度 / 太陽活動
研究実績の概要

全球地磁気変動から電離圏電場を導出する際に電離圏電気電導度モデルから算出される情報が必要となる。すでに、我々の研究グループによって電離圏電気電導度を計算するコードを開発しているが、長期間にわたって全球的な電離圏電導度を算出するには膨大な時間がかかる。そこで平成27年度では、その計算時間をなるべく短くするために、一度計算した大気や地球磁場モデル値をデータベース化し、再度計算するときにはそのデータベースを参照することによって電離圏電導度を求めるルーチンを開発した。そして、その計算ツールを駆使することにより、1958年から現在までの期間について赤道域から両極域に分布する地磁気観測点上の電離圏電導度モデル値のデータベースを作成した。これにより、全球地磁気変動から電離圏電場の時間・空間変動を研究する解析環境が整備された。
次に、それらの解析環境を用いて地磁気静穏日の電離圏電場分布の長期変動特性を調べるために、60年以上に及ぶ長期の太陽活動度と地磁気データから見積もられる電離圏電場との相関解析を行った。その結果、中緯度から赤道域で観測された地磁気日変化振幅は、明瞭な季節変化と太陽活動極大期に地磁気日変化振幅が大きくなるという11年太陽活動周期性を示した。特に、1947年以降で最も太陽活動が低調であった23/24サイクル極小期における地磁気日変化振幅が最も小さくなっていた。また、地磁気日変化振幅から見積もられる電離圏ダイナモ電場の長期変動についても、明瞭な季節変化と太陽活動周期性が見られた。しかし、低緯度-中緯度における真昼付近の電離圏ダイナモ電場は、太陽活動極大期にその強度が小さくなるという太陽活動とは逆相関であった。その傾向は、南北両半球でも地理経度に関係なく見られた。その太陽活動とは逆相関になる要因としてイオンドラック効果が候補として考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は、当初の研究実地計画に従って電離圏電気電導度モデル値の全球分布を計算するルーチンを改良することに成功し、その計算時間を大幅に縮小することができた。その改良版の計算ツールを駆使することによって、1958年から現在までの期間について赤道域から両極域に分布する地磁気観測点上の電離圏電導度モデル値を算出することに成功し、そのデータベースを作成することができた。また、その解析環境を用いて地磁気静穏日の電離圏電場分布の長期変動特性の研究を実施することができ、地磁気擾乱時における電離圏擾乱ダイナモの研究を実施する基礎資料を得ることができた。

今後の研究の推進方策

今後の研究実施計画に向けてまず、磁気嵐やサブストームといった地磁気擾乱時における全球にわたる地磁気変動の解析を進め、擾乱時における電離圏電場の時間・空間変動をとらえる。その電場変動の起源を探るため、太陽風と中間圏・下部熱圏風データの解析も同時に行う。特に、太陽風変動に伴って電離圏電場が変動するタイミングに着目し、電離圏擾乱ダイナモか太陽風起源かの区別を行う。その解析で電離圏擾乱ダイナモ起源と同定された期間において、中間圏・下部熱圏風変動が通常の日変化からどの程度異なっているかを調べる。特に、地上のISや大気レーダーは高度方向の風速や電場の分布をとらえることができるので、太陽風変動に伴う影響がどの高度領域にまで及ぶかを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

本年度の研究によって得られた成果を投稿論文にまとめ、本年度中に出版させる予定であったが、共著との議論や査読等に時間がかかり、次年度に出版が持ち越しになったため。

次年度使用額の使用計画

次年度に持ち越しとなった額は、研究成果発表のための論文出版料と国内外における学会発表のための旅費と参加費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Relationship between solar wind dynamic pressure and amplitude of geomagnetic sudden commencement (SC)2016

    • 著者名/発表者名
      Araki, T., and A. Shinbori
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0444-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal and low-energy ion outflows in and through the polar cap: The polar wind and the low-energy component of the cleft ion fountain2016

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, N., K. Seki, Y. Nishimura, T. Abe, M. Yamada, S. Watanabe, A. Kumamoto, A. Shinbori, and A. W. Yau
    • 雑誌名

      AGU Geophysical Monograph

      巻: - ページ: 91-100

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.15142/T33K51

    • 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] Measurement of momentum flux using two meteor radars in Indonesia2016

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, M., A. Shinbori, D. M. Riggin, and T. Tsuda
    • 雑誌名

      Annales Geophysicae

      巻: 34 ページ: 369-377

    • DOI

      10.5194/angeo-34-369-2016

    • 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] JavaFX-based iUgonet Data Analysis Software (JudasFX)のプロトタイプ開発2016

    • 著者名/発表者名
      小山幸伸, 佐藤由佳, 中野慎也, 八木学, 田中良昌, 阿部修司, 能勢正仁, 蔵川圭, 池田大輔, 梅村宜生, 新堀 淳樹, 上野悟
    • 雑誌名

      宇宙科学情報解析論文誌

      巻: 5 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Response of the incompressible ionosphere to the compression of the magnetosphere during the geomagnetic sudden commencements2016

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, T., K. K. Hashimoto, I., Tomizawa, Y. Ebihara, Y. Nishimura, T. Araki, A. Shinbori, B. Veenadhari, T. Tanaka, and T. Nagatsuma
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 121 ページ: 1536–1556

    • DOI

      10.1002/2015JA022166

    • 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] Evaluation of momentum flux with radar2016

    • 著者名/発表者名
      Riggin, D. M., T. Tsuda, and A. Shinbori
    • 雑誌名

      Journal of Atmoshere and Solar-Terrestrial Physics

      巻: 142 ページ: 98-107

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2016.01.013

    • 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] Response of ionospheric electric fields at mid-low latitudes during sudden commencements2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, N., Y. Kasaba, A. Shinbori, T. Nishimura, T. Kukuchi, Y. Ebihara, and T. Nagatsuma
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 120 ページ: 4849-4862

    • DOI

      10.1002/2015JA021309

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] IMF-By dependence of transient ionospheric flow perturbation associated with sudden impulses: SuperDARN observations2015

    • 著者名/発表者名
      Hori, T., A. Shinbori, S. Fujita, and N. Nishitani
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 67 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-015-0360-6

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Characteristics Of Long-term Variation Of Ionospheric Electric Fields Estimated From The Amplitude Of Geomagnetic Solar Quiet Daily Variation2016

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, and Y. Otsuka
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society 2016
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [学会発表] IUGONET data analysis system for a study of coupling processes in the solar-terrestrial system2016

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Tanaka, N. Umemura, Y. Koyama, S. Abe, M. Nose, and S. UeNo
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 2016
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term variation of ionospheric electric fields as seen in the amplitude of geomagnetic solar quiet daily variation2016

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, and Y. Otsuka
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 2016
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term variation of ionospheric electric field estimated from the amplitude of geomagnetic solar quiet daily variation2016

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, and Y. Otsuka
    • 学会等名
      2015 ISEE workshop "International GEMSIS and ASINACTR-G2602 Workshop: Future Perspectives of Researches in Space Physics"
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-03-25 – 2016-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 地磁気日変化振幅から推定される電離圏電場の長期変動について2016

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹、小山幸伸、能勢正仁、堀 智昭、大塚雄一
    • 学会等名
      電磁圏物理学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-10
  • [学会発表] IUGONETプロジェクトの活動報告2016

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 八木学, 田中良昌, 梅村宣生, 上野悟, 小山幸伸, 阿部修司, IUGONETプロジェクトメンバー
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム 「ひので10年目の成果とSolar-Cを柱とする太陽研究の新展開」
    • 発表場所
      東京都三鷹市
    • 年月日
      2016-02-15 – 2016-02-15
  • [学会発表] 地上‐衛星観測に基づく、磁気嵐時の電離圏・プラズマ圏電場変動について2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹
    • 学会等名
      ワークショップ「プラズマ圏の観測と予測モデルの構築」
    • 発表場所
      大阪府枚方市
    • 年月日
      2015-12-22 – 2015-12-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Long-term variation in the ionosphere and lower thermosphere as seen in the geomagnetic solar quiet daily variation2015

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, and Y. Otsuka
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2015, San Francisco
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] 地磁気日変化に見られる電離圏、下部熱圏における長期変動特性2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 小山幸伸, 田中良昌, 佐藤由佳, 門倉昭
    • 学会等名
      第6回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京都立川市
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-16
  • [学会発表] 地磁気日変化に見られる電離圏、下部熱圏における長期変動特性2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 小山幸伸, 能勢正仁, 堀智昭, 大塚雄一
    • 学会等名
      第138回 SGEPSS総会および講演会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2015-11-03 – 2015-11-03
  • [学会発表] IUGONETデータ解析ソフトを利用した太陽地球系結合研究2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 八木学, 田中良昌, 梅村宣生, 上野悟, 小山幸伸, 阿部修司, IUGONET プロジェクトチーム
    • 学会等名
      オープンサイエンスデータ推進ワークショップ
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [学会発表] 太陽地球結合系研究のための IUGONET データ解析システム2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 八木学, 田中良昌, 梅村宣生, 上野悟, 小山幸伸, 阿部修司, IUGONET プロジェクトチーム
    • 学会等名
      宇宙地球惑星科学若手会「夏の学校2015」
    • 発表場所
      宮城県岩沼市
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-07
  • [学会発表] 地磁気日変動振幅から見積もられる下部熱圏における風速の長期変動について2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 小山幸伸, 能勢正仁, 堀智昭, 大塚雄一
    • 学会等名
      中間圏・熱圏・電離圏 (MTI) 研究集会
    • 発表場所
      東京都小金井市
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-08-31
  • [学会発表] GUI-データ解析2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹
    • 学会等名
      第2回「太陽地球環境データ解析に基づく超高層大気の空間・時間変動の解明」 第290回生存圏シンポジウム/平成27年度名大STE研研究集会/平成27年度極地研研究集会
    • 発表場所
      東京都立川市
    • 年月日
      2015-08-19 – 2015-08-19
  • [学会発表] 地磁気日変化振幅に見られる超高層大気変動について2015

    • 著者名/発表者名
      新堀淳樹, 小山幸伸, 能勢正仁, 堀智昭, 大塚雄一, IUGONETプロジェクトチーム
    • 学会等名
      第2回「太陽地球環境データ解析に基づく超高層大気の空間・時間変動の解明」 第290回生存圏シンポジウム/平成27年度名大STE研研究集会/平成27年度極地研研究集会
    • 発表場所
      東京都立川市
    • 年月日
      2015-08-18 – 2015-08-18
  • [学会発表] Long-Term Variation in the Upper Atmosphere as Seen in the Geomagnetic Solar Quiet Daily Variation2015

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, Y. Otsuka, and A. Yatagai
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society 2015
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Long-term variation in the upper atmosphere as seen in the geomagnetic solar quiet daily variation2015

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, Y. Otsuka, and A. Yatagai
    • 学会等名
      26th IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Long-term variation of upper atmosphere using the IUGONET metadata database and data analysis software (UDAS)2015

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., M. Yagi, Y. Tanaka, N. Umemura, S. Ueno, Y. Koyama, S. Abe, and A. Yatagai
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 2015
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2015-05-28 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of long-term variation of the geomagnetic solar quiet daily variation2015

    • 著者名/発表者名
      Shinbori, A., Y. Koyama, M. Nose, T. Hori, Y. Otsuka, and A. Yatagai
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union 2015
    • 発表場所
      千葉県千葉市
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27
    • 国際学会
  • [備考] 超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究

    • URL

      http://www.iugonet.org/

  • [備考] 京都大学教員活動データベース

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/iU3nL

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公開日: 2017-01-06  

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