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2015 年度 実施状況報告書

データ同化連結階層太陽コロナシミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26800255
研究機関名古屋大学

研究代表者

塩田 大幸  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (90462192)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード太陽コロナ / 太陽風 / 宇宙天気 / 乱流
研究実績の概要

本研究の目的は、太陽のプラズマが、太陽表面から惑星間空間のどこでどのように加熱・加速され、太陽コロナ・太陽風の形成に至るのかを明らかにするため、多種の観測データを数値シミュレーションを密接に結合させた「太陽コロナシミュレータ」を構築することである。
本年度は、太陽観測データと太陽コロナ磁場モデル(ポテンンシャル磁場・フォースフリー磁場)で計算された磁場の比較を行うためのツールの開発を行った。ひので衛星・SDO衛星による極端紫外線観測および野辺山太陽電波観測所で得られる電波観測の偏波の値から推定されるコロナ磁場強度と、磁場モデルによって高級の磁場から計算されるコロナ磁場強度を詳細に比較した研究結果が出版された。また、惑星間空間の太陽風数値シミュレーションでは、コロナから太陽風の中を伝搬するコロナ質量放出の取り入れるモデルを開発した。これらを用いることで、観測データの情報を数値シミュレーションに入力することができるようになった。
太陽コロナ・太陽風の加熱・加速に重要な役割を果たす乱流を取り入れた、太陽風数値シミュレーションの開発を進め、様々な太陽風構造の中での乱流の生成・輸送・散逸を計算した結果を論文として投稿、現在査読中である。
次年度は最終年であるため、これまで開発を行ってきたツールを「太陽コロナシミュレータ」として統合し、乱流の生成・輸送・散逸と太陽コロナの加熱・加速と複雑なコロナ磁場構造との3者の間の関係性を明らかにしていく。

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

本年度は、要素モデルの開発を並行して進めた。本研究に関連して5編の学術論文が出版され、1編が査読中である。
太陽観測データと太陽コロナ磁場モデル(ポテンンシャル磁場・フォースフリー磁場)で計算された磁場の比較を行うためのツールの開発を行った。ひので衛星・SDO衛星による極端紫外線観測および野辺山太陽電波観測所で得られる電波観測の偏波の値から推定されるコロナ磁場強度と、磁場モデルによって高級の磁場から計算されるコロナ磁場強度を詳細に比較した研究結果が出版された。また、惑星間空間の太陽風数値シミュレーションでは、コロナから太陽風の中を伝搬するコロナ質量放出の取り入れるモデルを開発した。このモデルは宇宙天気予報にとって重要なモデルであり、2編の論文が出版された。また、太陽風モデルの結果は「ひさき」衛星による惑星大気と太陽風相互作用の研究にも応用されている。
金星観測探査機「あかつき」からの通信電波のシンチレーションの計測から太陽風構造を推定する掩蔽観測によって、惑星間空間のコロナ質量放出の内部構造を観測した結果も出版された。
太陽コロナ・太陽風の加熱・加速に重要な役割を果たす乱流を取り入れた、太陽風数値シミュレーションの開発を進め、様々な太陽風構造の中での乱流の生成・輸送・散逸を計算した結果を論文として投稿、現在査読中である。

今後の研究の推進方策

次年度は最終年であるため、これまで開発を行ってきたツールを「太陽コロナシミュレータ」として統合し、乱流の生成・輸送・散逸と太陽コロナの加熱・加速と複雑なコロナ磁場構造との3者が、磁力線に沿った方向にどのように分布しうるかを調べている。

次年度使用額が生じた理由

Space Weather誌に論文を出版したが、計上していた金額よりも低い投稿料であったために出版費を抑制できた。

次年度使用額の使用計画

次年度の別の論文の投稿出版費として利用する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Alabama in Huntsville(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Alabama in Huntsville
  • [国際共同研究] University of Helsinki(Finland)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Helsinki
  • [国際共同研究] Universitat der Bundeswehr Munchen/Universitat zu Koln(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Universitat der Bundeswehr Munchen/Universitat zu Koln
  • [国際共同研究] Universite de Toulouse(France)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Universite de Toulouse
  • [国際共同研究] Swedish Institute of Space Physics(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Swedish Institute of Space Physics
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Magnetohydrodynamic simulation of interplanetary propagation of multiple coronal mass ejections with internal magnetic flux rope (SUSANOO-CME)2016

    • 著者名/発表者名
      Shiota, D.; Kataoka R.
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: 14 ページ: 56-75

    • DOI

      10.1002/2015SW001308

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coronal Magnetic Fields Derived from Simultaneous Microwave and EUV Observations and Comparison with the Potential Field Model2016

    • 著者名/発表者名
      Miyawaki, Shun.; Iwai, Kazumasa; Shibasaki, Kiyoto; Shiota, Daikou; Nozawa, Satoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 818 ページ: 8

    • DOI

      10.3847/0004-637X/818/1/8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pileup accident hypothesis of magnetic storm on 2015 March 172015

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, R.; Shiota, D; Kilpua, E.; Keika, K.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Lettes

      巻: 42 ページ: 5155-5161

    • DOI

      10.1002/2015GL064816

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Internal structure of a coronal mass ejection revealed by Akatsuki radio occultation observations2015

    • 著者名/発表者名
      Ando, H.; Shiota, D.; Imamura, T.; Tokumaru, M.; Asai, A.; Isobe, H.; Patzold, M.; Hausler, B.; Nakamura M.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 120 ページ: 5318-5328

    • DOI

      10.1002/2015JA021076

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Periodic variations of oxygen EUV dayglow in the upper atmosphere of Venus: Hisaki/EXCEED observations2015

    • 著者名/発表者名
      Masunaga, K.; Seki, K.; Terada, N.; Tsuchiya, F.; Kimura, T.; Yoshioka, K.; Murakami, G.; Yamazaki, A.; Kagitani, M.; Tao, C.; Fedorov, A.; Futaana, Y.; Zhang, T. L.; Shiota, D.; Leblanc, F.; Chaufray, J.-Y.; Yoshikawa, I.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 120 ページ: 2037-2052

    • DOI

      10.1002/2015JE004849

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] MHD Simulation of Interplanetary Propagation of Multiple Coronal Mass Ejections with Internal Magnetic Flux Rope (SUSANOO-CME)2016

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou; Kataoka Ryuho
    • 学会等名
      International GEMSIS and ASINACTR-G2602 Workshop
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 活動領域非線形フォースフリー磁場(NLFFF)計算システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      塩田大幸、草野完也、山本哲也、増田智、今田晋亮、 井上諭
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [学会発表] MHD Simulation of Interplanetary propagation of Multiple Coronal Mass Ejections with Internal Magnetic Flux rope (SUSANOO-CME)2016

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou
    • 学会等名
      Science for Space Weather
    • 発表場所
      Goa, India
    • 年月日
      2016-01-24 – 2016-01-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MHD Simulation of Interplanetary propagation of Multiple Coronal Mass Ejections with Internal Magnetic Flux rope (SUSANOO-CME)2016

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou; Kataoka Ryuho
    • 学会等名
      International Symposium PSTEP-1
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-01-13 – 2016-01-14
    • 国際学会
  • [学会発表] MHD Simulation of Interplanetary propagation of Multiple Coronal Mass Ejections with Internal Magnetic Flux rope2015

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou
    • 学会等名
      ISEST/MiniMax 2015 Workshop
    • 発表場所
      Mexico City, Mexico
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polarity Reversal of Solar Magnetic Field During Cycle 242015

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society, 12th Annual Meeting
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical Modeling of Solar Wind and Coronal Mass Ejections on the Basis of Solar Observations2015

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou; Kataoka Ryuho; Miyoshi Yoshizumi; Kusano Kanya
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society, 12th Annual Meeting
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GEMSIS-Sun Numerical Model of Sun-Earth System on the Basis of Solar Observations (SUSANOO)2015

    • 著者名/発表者名
      Shiota, Daikou; Kataoka Ryuho; Miyoshi Yoshizumi; Kusano Kanya; Yamanouchi Yuya
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Turbulent transport model in three-dimensional solar wind2015

    • 著者名/発表者名
      Shiota, D.; Zank, G. P.; Adhikari, L.; Hunana, P.
    • 学会等名
      14th Annual International Astrophysics Conference
    • 発表場所
      Tamp, Florida, USA
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 予想外に巨大化した磁気嵐の原因は太陽風の「玉突き事故」

    • URL

      http://www.nipr.ac.jp/info/notice/20150702.html

  • [備考] 野辺山電波ヘリオグラフ国際運用とコロナ磁場計測の成功

    • URL

      http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/topics/2016/n_160209.html

  • [備考] 磁気嵐の予測に向けた新しいコロナ質量放出シミュレーションの開発に成功

    • URL

      http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/topics/n_160215.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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