| 研究課題/領域番号 |
26400481
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| 研究機関 | 吉備国際大学 |
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研究代表者 |
橋本 久美子 吉備国際大学, 地域創成農学部, 教授 (00389008)
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| 研究分担者 |
菊池 崇 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 名誉教授 (70358977)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 電離圏電場 / サブストーム / 低緯度電離圏 / 過遮蔽電場 / 赤道ジェット電流 / HFドップラー / 地磁気脈動 / DP2地磁気変動 |
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| 研究実績の概要 |
低緯度HF Dopplerサウンダー(HFD)が観測した夜側低緯度電離圏電場とグローバル磁力計データを解析し、地磁気急始(SC)、地磁気脈動(PC5)、準周期DP2変動、及びサブストーム時の低緯度電離圏電場と赤道電離圏電流の間に強い相関があることを見いだした。主に以下の4点の成果を得た。
1. 35例の孤立型サブストームの開始時に東向き過遮蔽電場が強まることを見いだした。過遮蔽電場強度は平均で1.5 mV/mであり、昼側赤道磁場変動とよく一致した。
2. 夜側中低緯度のポジティブ・ベイ（PB）が磁気赤道で低緯度より大きいことを発見した。赤道PBに過遮蔽電場による電離圏電流効果が重畳したことを示す。PBの平均的緯度変化を考慮した補正を行った結果得た赤道電離圏電流は、東向きで低緯度HFD電場と非常に高い相関(係数 0.92)を示した。サブストームの領域２型沿磁力線電流が昼側カウンタージェット電流と夜側赤道電離圏電流と繋がることを初めて示した。
3. DP2地磁気変動に伴う低緯度電離圏電場の地方時依存性を調べるために、昼間に位置するアフリカ磁気赤道でDP2が観測された10数例を抽出し、午後から夕方のHFDデータを解析した。この結果、夕方の電場の向きが昼間と同じである結果を得た。この特異な地方時依存性は1事例の報告があるのみで詳細は不明であったが、本研究で20-21磁気地方時まで観測されることを示した。
4. PC5には、極域電離圏から伝搬する電場と磁気圏から圧縮性磁気流体波（MHD波）で伝搬する電場が重畳すると考えられている。2種の電場を分離するために、低緯度で圧縮性MHD波の磁場が卓越するSCを10数例解析し、磁気圏圧縮が10分程度継続する場合に、低緯度電離圏は逆に上昇することを確認した。この結果はMHD波の電場が電離圏で卓越するとの従来の通説と一致せず、新たな問題を提起した。
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| 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
申請時に２、３事例のHFドップラーサウンダー（HFD）データ解析から得られた初期結果が、今年度の研究で多数の事例により確認できた。さらにHFDの電場データ解析の過程で、当初予想しなかった以下の２つの電場特性の一端が明らかとなり、今後の課題として発展させる見通しを得た。
①サブストームにともない夜側電離圏で東向き赤道ジェット電流が強まる。
②低緯度でDP2電場のEvening anomalyが21磁気地方時まで存在する。
加えて、太陽風動圧の上昇により磁気圏が圧縮される際にHFDで観測される電離圏の上下運動から、電離圏における圧縮性MHD波の電場の寄与の有無を検証できるという着想に至った。以上のように、当初予想した以上に発展させる見通しを得た。
研究発表については、論文の準備に着手しているが平成２６年度内にジャーナルへの投稿ができなかったため、平成２７年度に投稿する。
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| 今後の研究の推進方策 |
HFドップラーサウンダーは電離圏の上下運動に伴うドップラー周波数を測定する。電離圏が電場により上下運動する場合、ドップラー周波数は実際の電場強度に必ずしも比例せず、電離圏の生成消滅過程の時定数の影響を受けるために、事象の時間スケールに大きく依存すると予想される。今年度、HFDと磁力計観測データ間に高い相関があることを明らかにしたが、定量的な精度を上げる必要がある。
特に平成27年度以降に磁気嵐中の電場変動を解析する計画であるが、そのために、数分から10分程度の周期をもつ地磁気急始や地磁気脈動、数10分から数時間程度の周期で変動するDP2地磁気変動など、HFD電場観測値の時間スケール依存性を精査する必要がある。まず、地磁気変動の振幅に対する電場観測値の依存性を調べる計画である。得られた結果は、Tsutsui et al. (1988)によるサブストーム時の時間スケール依存性のモデルを利用して検証を行う。
低緯度電離圏におけるDP2電場のEvening anomalyがHFDで観測されたことは、申請当初に予期していなかった結果である。数分以内の現象であるSCの電場についてはKikuchi et al., (1985)による統計解析で示されたが、より周期の長いDP2電場については１つの事例解析があるのみで、地方時依存性の詳細は不明である。このために、低緯度電離圏電場の時間・空間分布を明らかにする計画に、DP2電場のEvening anomalyに重点をおいた地方時依存性の定量的解析を追加する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2014年12月に開催された米国地球物理学会に出席予定であったが、出発直前にインフルエンザに罹患したためキャンセルを余儀なくされた。航空券の払い戻しが生じたが、年度末に特段に使用する必要がなかったため予算を次年度に持ち越しとした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究分担者が平成27年度にInternational Union of Geodesy and Geophysics (IUGG)2015（チェコ共和国）に招待されている。本研究課題の成果を発表するための旅費として使用する計画である。
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