データ同化連結階層太陽コロナシミュレータの開発

2016 年度 実績報告書

• 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 / 磁場 / 乱流 / コロナ質量放出 / 粒子加速

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に至る領域のどこでどのように加熱・加速され高温の太陽コロナおよび太陽風を形成するかを明らかにするため、観測データと数値シミュレーションを密接に結合させた数値モデル「太陽コロナシミュレータ」を開発することである。研究計画段階では加熱・加速の物理メカニズムについて特定をしていなかったが、磁気流体乱流が太陽コロナ加熱・太陽風加速・高エネルギー粒子加速に重要な役割を果たしている点に着目し、磁気流体乱流の影響を取り入れる数値モデルの開発を始めた。
太陽の偏光観測から得られる光球磁場分布から惑星間空間の太陽風を計算する磁気流体数値シミュレーションモデルSUSANOO(Shiota et al. 2014)をベースとして、磁気流体乱流の輸送・発展を計算するモデル(Zank et al. 2012)を同時に数値的に解くモデル(Shiota et al. 2017)を新たに開発した。このモデルにより、探査機Helios、Ulyssesによって観測された、太陽極小期の太陽風乱流および太陽風の3次元構造を再現することに成功した。
また、並行して太陽光球磁場をより高精度に取り入れてコロナ磁場を計算する非線形フォースフリー磁場モデルの開発や、太陽面爆発によって惑星間に放出されるコロナ質量放出のモデル化を行った。残念ながら研究期間内に着手できなかった太陽コロナ領域の計算については、今後今研究で開発したモデルを組み合わせて着手する予定である。

備考

個人ホームページ

研究成果

• [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] INAF(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: INAF
• [国際共同研究] IRAP(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: IRAP
• [国際共同研究] Lancaster University(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Lancaster University
• [国際共同研究] 中国科学院(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国科学院
• [雑誌論文] Theory and Transport of Nearly Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence (2017)
  • 著者名/発表者名: Zank, G.P.; Adhikari, L.; Hunana, P.; Shiota, D.; Bruno, R.; Telloni, D.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 835 ページ: 147
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/147
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Turbulent Transport in a Three-dimensional Solar Wind (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiota, D.; Zank, G.P.; Adhikari, L.; Hunana, P.; Telloni, D.; Bruno, R.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 837 ページ: 75
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa60bc
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Triggering Process of the X1.0 Three-ribbon Flare in the Great Active Region NOAA 12192 (2017)
  • 著者名/発表者名: Bamba, Y.; Inoue, S.; Kusano, K.; Shiota, D.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 838 ページ: 134
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa6682
  • 査読あり
• [雑誌論文] II. Transport of Nearly Incompressible Magnetohydrodynamic Turbulence from 1 - 75 AU (2017)
  • 著者名/発表者名: Adhikari, L.; Zank, G.P.; Hunana, P.; Shiota, D.; Bruno, R.; Hu, Q.; Telloni, D.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Variation of Jupiter's Aurora Observed by Hisaki/EXCEED: 1. Observed Characteristics of the Auroral Electron Energies Compared with observations performed using HST/STIS (2016)
  • 著者名/発表者名: Tao, C.; Kimura, T.; Badmon, S.V.; Murakami, G.; Yoshioka, K.; Tsuchiya, F.; Andre, N.; Yoshikawa, I.; Yamazaki, A.; Shiota, D.; Tadokoro, H.; Fujimoto, M.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 121 ページ: 4041-4054
  • DOI: 10.1002/2015JA021271
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 活動領域非線形フォースフリー磁場計算システムの開発3 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩田大幸、井上諭、山本哲也、水野雄太、草野完也、増田智
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] 太陽風構造とコロナ質量放出の相互作用によるフラックスロープの変形と偏向 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩田大幸; 伊集朝哉; 林啓志; 藤木謙一; 徳丸宗利; 草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] 太陽フレア活動と磁場の捻じれとの相関に関する統計解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 旭友希、草野完也、伴場由美、塩田大幸、柴山拓也
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] MHD シミュレーションを利用した太陽風速度モデルの再現性の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石田敏洋、塩田大幸、鈴木建、藤木謙一、草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] フィラメント消失前後の磁場構造の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 海宝孝祐、野澤恵、阿南徹、塩田大幸
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] 太陽表面磁束輸送モデルによる次期太陽周期活動度予測について (2017)
  • 著者名/発表者名: 飯島陽久、今田晋亮、堀田英之、塩田大幸、草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会 2017春季年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-18
• [学会発表] Deflection and Distortion of CME internal magnetic flux rope due to the interaction with a structured solar wind (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiota, D.; Iju, T.; Hayashi, K.; Fujiki, K.; Tokumaru, M.; Kusano K.
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2016
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Data assimilation for AU index (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, R.; Miyoshi, Y.; Machida, S.; Ueno, G.; Miyashita, Y.; Nose, M.; Shiota, D.
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2016
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] A Nearly Incompressible Description of Low-Frequency Turbulence in the Solar Wind (2016)
  • 著者名/発表者名: Zank, G.P.; Adhikari, L.; Hunana, P.; Shiota, D.; Bruno, R.; Telloni, D.
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2016
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mercury being hit by a CME: A.I.K.E.F. Hybrid Plasma Simulation vs MESSENGER data (2016)
  • 著者名/発表者名: Exner, W.; Motschmann, U.; Heyner D.; Glassmeier, K.-H.; Shiota, D.; Kusano, K.; Shibayama, T.
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting 2016
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Deflection and distortion of CME internal magnetic flux rope (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩田大幸; 伊集朝哉; 林啓志; 藤木謙一; 徳丸宗利; 草野完也
  • 学会等名: 第140回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-20 – 2016-11-23
• [学会発表] 太陽地球圏環境予測: 次期太陽周期活動の予測に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 今田晋亮; 飯島陽久; 堀田英之; 塩田大幸; 加納大空; 藤山雅士; 草野完也
  • 学会等名: 第140回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-20 – 2016-11-23
• [学会発表] MHDシミュレーション研究におけるコロナ磁場との相互作用によるCMEの回転 (2016)
  • 著者名/発表者名: 代田真輝; 塩田大幸; 草野完也
  • 学会等名: 第140回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-20 – 2016-11-23
• [学会発表] Studies of solar wind models using SUSANOO-SW (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T.; Shiota, D.; Kusano, K.; Suzuki T. K.; Fujiki, K.
  • 学会等名: 第140回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-20 – 2016-11-23
• [学会発表] データ同化にもとづくオーロラ活動指数変動の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本凌大; 三好由純; 町田忍; 上野玄太; 能勢正仁; 宮下幸長; 塩田大幸
  • 学会等名: 第140回 地球電磁気・地球惑星圏学会 総会・講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-11-20 – 2016-11-23
• [学会発表] 活動領域非線形フォースフリー磁場計算システムの開発 2 (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秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] ひので極域磁場観測を用いた太陽極域自転速度測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩田大幸、下条圭美
  • 学会等名: 日本天文学会 2016秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] 適合格子細分化法を用いた動的な太陽圏モデルの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本倫明、塩田大幸、片岡龍峰、 宮原ひろ子、三宅晶子
  • 学会等名: 日本天文学会 2016秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] インヤン格子による太陽表面磁束輸送コードの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯島陽久、今田晋亮、堀田英之、塩田大幸、草野完也
  • 学会等名: 日本天文学会 2016秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [学会発表] Turbulent Transport Model in a Three-Dimensional Structured Solar Wind (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiota, D.; Adhikari, L.; Hunana, P
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society, 13th Annual Meeting
  • 発表場所: 北京、中国
  • 年月日: 2016-07-31 – 2016-08-05
  • 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, D.; Kataoka R.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Turbulent transport model in three-dimensional structured solar wind (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiota, D.; Zank, G.P.; Adhikari, L.; Hunana, P
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
• [学会発表] Three-Dimensional MHD Simulation of the Interaction between CME and Ambient Plasma in Solar Corona (2016)
  • 著者名/発表者名: Shirota,M.; Kusano, K.; Shiota, D.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] A study for the improvement of SUSANOO-solar wind model (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T.; Kusano, K.; Shiota, D.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
• [学会発表] SUSANOO-Aurora Activity Forecast: Forecast of the aurora index with the real time data assimilation (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, Y.; Yamamoto, R.; Ueno, G.; Shiota, D.; Nose, M.; Machida, S.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] A dynamical model of the heliosphere with the adaptive mesh refinement (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, T.; Kataoka R.; Shiota, D.; Miyahara, H.; Miyake, S.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] Radiation Protection of Humans in Space and Aviation: Current States and Future Needs on the Warning System for Aviation Exposure to SEP (WASAVIES) (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, T.; Ishii M.; Kataoka R.; Kubo Y.; Minoshima, T.; Miyoshi, Y.; Nagamatsu A.; Shiota, D.; Takashima, K.; Yasuda H.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] Jupiter's auroral observations by Hisaki/EXCEED and expectation toward collaborations with Juno (2016)
  • 著者名/発表者名: Tao, C.; Kimura, T.; Murakami, G.; Yoshioka, K.; Tsuchiya, F.; Kita, H.; Andre, N.; Badman S.; Michel B.; Yoshikawa, I.; Yamazaki, A.; Shiota, D.; Tadokoro, H.; Kasaba, Y.; Fujimoto, M.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 連合大会 2016年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-20 – 2016-05-25
  • 国際学会
• [備考] shiota-daikou
  • URL: https://www.daikoushiota.com/