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2017 年度 実績報告書

電離圏擾乱予測に資する金属イオン・原子層の動態研究:高エネルギー粒子に対する応答

公募研究

研究領域太陽地球圏環境予測:我々が生きる宇宙の理解とその変動に対応する社会基盤の形成
研究課題/領域番号 16H01171
研究機関電気通信大学

研究代表者

津田 卓雄  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (90444421)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード金属イオン層 / 金属原子層 / 高エネルギー粒子 / 電離圏組成 / 大気組成
研究実績の概要

スポラディックE層 (Es層) は, 短波を利用した通信や放送に影響を及ぼすことから社会貢献の観点においても重要度の高い電離圏擾乱現象であり, 動態の解明や予測が求められている. 本課題では, Es層の主成分イオンを構成する金属イオンの動態, 及び金属イオンの予備軍である金属原子の動態に焦点をあて, 特に, 高エネルギー粒子に対する金属イオン・金属原子層の応答を観測的にあきらかにする. 得られた観測的知見をベースにした化学的考察から多種の金属イオンの応答推定を展開し, 高エネルギー粒子に対する金属イオン層の動態変化を探っていく. これらを通じ, 電離圏擾乱 (Es層) の動態解明や予測研究に資することを目指す.

本年度は, 前年度に収集した金属イオン・金属原子密度 (Na, Mg+, など) のグローバルデータの統計的解析を予定通りに実施した. その結果, オーロラ活動の活発化に伴い Na 密度が減少すること, Mg+ 密度が上昇すること, などが判明した. オーロラ活動に伴う高エネルギー粒子による金属原子 (Na) 及び 金属イオン (Mg+) の応答メカニズムを探るため, 1次元のシンプルな化学モデルを開発した. モデル計算結果より, 高エネルギー粒子による大気電離によって増大する電離圏イオン (NO+, O2+) が金属原子との電荷交換反応を促進することによって, 金属原子密度の減少及び金属イオン密度の上昇を引き起こすという示唆が得られた. 以上の研究成果は, オーロラ活動の活発化に伴う金属イオンの増大がEs層の活発化に寄与する可能性を示す重要な成果であると考えられる.

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 25件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Stockholm University(Sweden)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm University
  • [国際共同研究] University of Greifswald/University of Bremen(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Greifswald/University of Bremen
  • [国際共同研究] The Arctic University of Norway(Norway)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      The Arctic University of Norway
  • [雑誌論文] Survey of conditions for artificial aurora experiments at EISCAT Tromso using dynasonde data2018

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, M. T. Rietveld, M. J. Kosch, S. Oyama, K. Hosokawa, S. Nozawa, T. Kawabata, A. Mizuno, and Y. Ogawa
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 70 ページ: 40

    • DOI

      10.1186/s40623-018-0805-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simultaneous FPI and TMA measurements of the lower-thermospheric wind in the vicinity of the poleward-expanding aurora after substorm onset2017

    • 著者名/発表者名
      S. Oyama, K. Kubota, T. Morinaga, T. T. Tsuda, J. Kurihara, M. F. Larsen, M. Yamamoto, and L. Cai
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Space Physics

      巻: 122 ページ: 10,864-10,875

    • DOI

      10.1002/2017JA024613

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rayleigh/Raman lidar observations of gravity wave activity from 15 to 70 km altitude over Syowa (69S, 40E), the Antarctic2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kogure, T. Nakamura, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, Y. Tomikawa, M. Tsutsumi, H. Suzuki, T. T. Tsuda, T. D. Kawahara, and M. Abo
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Atmospheres

      巻: 122 ページ: 7869-7880

    • DOI

      10.1002/2016JD026360

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistical investigation of Na layer response to geomagnetic activity using resonance scattering measurements by Odin/OSIRIS2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, T. Nakamura, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, K. Hosokawa, T. Takahashi, J. Gumbel, and J. Hedin
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 ページ: 5943-5950

    • DOI

      10.1002/2017GL072801

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sodium temperature/wind lidar based on laser-diode-pumped Nd:YAG lasers deployed at Tromso, Norway (69.6N, 19.2E)2017

    • 著者名/発表者名
      T. D. Kawahara, S. Nozawa, N. Saito, T. Kawabata, T. T. Tsuda, and S. Wada
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 25 ページ: A491-A501

    • DOI

      10.1364/OE.25.00A491

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] EISCATトロムソ観測所での人工オーロラ実験の為の予備調査2018

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, M. T. Rietveld, M. J. Kosch, 大山伸一郎, 細川敬祐, 野澤悟徳, 川端哲也, 水野亮, 小川泰信
    • 学会等名
      EISCAT研究集会
  • [学会発表] 低廉光学カメラによる夜光雲観測の可能性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, 穂積裕太, 細川敬祐, 川浦健斗, 鈴木秀彦, 中村卓司
    • 学会等名
      低廉光学機器による超高層大気ネットワーク計測に関する研究集会
  • [学会発表] 南極昭和基地における波長可変共鳴散乱ライダー観測の現状2018

    • 著者名/発表者名
      江尻省, 西山尚典, 津野克彦, 津田卓雄, 阿保真, 和田智之, 川原琢也, 中村卓司
    • 学会等名
      第22回大気ライダー研究会
  • [学会発表] 光リモートセンシングによる超高層大気の研究2018

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, 斎藤徳人, 野澤悟徳, 川原琢也, 川端哲也, 高橋透, C. M. Hall, 和田智之, 中村卓司, 江尻省, 西山尚典, 阿保真, 津野克彦, J. Gumbel, J. Hedin
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会 第38回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Study on Na layer variation related with auroral activity using Na lidar data obtained at Syowa, Antarctic2018

    • 著者名/発表者名
      R. Tozu, T. T. Tsuda, T. D. Kawahara, Y. Tanaka, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, and T. Nakamura
    • 学会等名
      ISAR-5
    • 国際学会
  • [学会発表] Model calculations on Na layer variation induced by auroral energetic particles2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takizawa, and T. T. Tsuda
    • 学会等名
      ISAR-5
    • 国際学会
  • [学会発表] Aurora observations by an optical spectrograph at the EISCAT radar site, Tromso, Norway2018

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, K. Hosokawa, T. Kawabata, S. Nozawa, and A. Mizuno
    • 学会等名
      ISAR-5
    • 国際学会
  • [学会発表] オーロラ活動に伴うNa層の変動: 昭和Naデータの統計解析2018

    • 著者名/発表者名
      戸津亮, 津田卓雄, 川原琢也, 田中良昌, 江尻省, 西山尚典, 中村卓司
    • 学会等名
      日本大気電気学会 第96回研究発表会
  • [学会発表] オーロラ降下粒子がNa層に与える効果の化学モデル計算2018

    • 著者名/発表者名
      滝沢響吾, 津田卓雄
    • 学会等名
      日本大気電気学会 第96回研究発表会
  • [学会発表] PMCs observed by Himawari-82017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda
    • 学会等名
      地上・衛星観測による宙空研究セミナー
    • 国際学会
  • [学会発表] Studies of the polar lower thermosphere and mesosphere based on simultaneous observations of EISCAT radars and a sodium LIDAR2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nozawa, T. D. Kawahara, Y. Ogawa, N. Saito, T. T. Tsuda, T. Takahashi, S. Wada, H. Fujiwara, M. Tsutsumi, C. Hall, T. Kawabata, and A. Brekke
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical model calculations on Na layer variation induced by energetic particle precipitation2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takizawa, and T. T. Tsuda
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical investigation on Na layer variation related with auroral activity utilizing Na lidar data obtained at Syowa Station, Antarctic2017

    • 著者名/発表者名
      R. Tozu, T. T. Tsuda, T. D. Kawahara, Y. Tanaka, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, and T. Nakamura
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Sapphire cell development for the daytime Na lidar observations at Tromso2017

    • 著者名/発表者名
      T. D. Kawahara, S. Nozawa, N. Saito, T. T. Tsuda, T. Kawabata, T. Takahashi, and S. Wada
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Aurora observations by a spectrograph at Tromso, Norway2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, K. Hosokawa, T. Kawabata, S. Nozawa, and A. Mizuno
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Vertical motion of the neutral atmosphere in the winter polar MLT region using the sodium LIDAR at Tromsoe2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nozawa, T. T. Tsuda, Y. Ogawa, H. Fujiwara, T. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Takahashi, M. Tsutsumi, T. Kawabata, C. Hall, and A. Brekke
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第142回講演会
  • [学会発表] 原子大気オーロラ輝線 777.4 nm への分子大気オーロラ輝線の影響評価2017

    • 著者名/発表者名
      大山伸一郎, 細川敬祐, 小川泰信, 三好由純, 津田卓雄, 栗田怜, K. Antti, 藤井良一, 野澤悟徳, 宮岡宏, 田中良昌, 水野亮, 川端哲也
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第142回講演会
  • [学会発表] Observations of auroral spectra in EISCAT radar site, Tromso, Norway2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, K. Hosokawa, T. Kawabata, S. Nozawa, and A. Mizuno
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第142回講演会
  • [学会発表] トロムソにおけるナトリウムライダーの夏期定常観測に向けて: 単結晶サファイアを用いた磁気光学狭帯域フィルタ開発2017

    • 著者名/発表者名
      川原琢也, 野澤悟徳, 斎藤徳人, 津田卓雄, 和田智之, 高橋透, 川端哲也
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第142回講演会
  • [学会発表] 南極昭和基地における波長可変共鳴散乱ライダー観測の現状2017

    • 著者名/発表者名
      江尻省, 西山尚典, 津野克彦, 津田卓雄, 阿保真, 和田智之, 川原琢也, 中村卓司
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第142回講演会
  • [学会発表] 光リモートセンシングによる金属層の動態調査: オーロラ粒子による影響2017

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, 中村卓司, 江尻省, 西山尚典, 阿保真, 津野克彦, 野澤悟徳, 川原琢也, 川端哲也, 斎藤徳人, 和田智之, C. M. Hall, 高橋透, J. Gumbel, J. Hedin
    • 学会等名
      第35回レーザセンシングシンポジウム
  • [学会発表] All-Solid-State Coherent Sodium Resonance Light Source: toward Stable Lidar Observation2017

    • 著者名/発表者名
      N. Saito, T. Tsukihama, T. Kawahara, S. Nozawa, T. Kawabata, T. T. Tsuda, and S. Wada
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vertical motion of the neutral atmosphere in the polar MLT region2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nozawa, T. T. Tsuda, Y. Ogawa, H. Fujiwara, T. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Takahashi, M. Tsutsumi, T. Kawabata, C. Hall, and A. Brekke
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Lower thermospheric wind variations in auroral patches during the substorm recovery phase2017

    • 著者名/発表者名
      S. Oyama, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, K. Hosokawa, B. J. Watkins, J. Kurihara, T. T. Tsuda, and C. T. Fallen
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Depletion of mesospheric sodium during extended period of pulsating aurora2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, K. Hosokawa, S. Nozawa, T. T. Tsuda, Y. Ogawa, M. Tsutsumi, Y. Hiraki, H. Fujiwara, T. D. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Kawabata, C. Hall, and H. Miyaoka
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Resonance Lidar Observations for Polar Ionospheric Studies2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, T. T. Tsuda, M. Abo, T. D. Kawahara, and K. Tsuno
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Na layer observations by lidar and spectrograph in the EISCAT Tromso site2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, S. Hamada, K. Hosokawa, T. Kawabata, S. Nozawa, and A. Mizuno
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Upgrade plan of an injection seeded, laser diode-pumped Nd:YAG laser-based sodium lidar2017

    • 著者名/発表者名
      T. D. Kawahara, S. Nozawa, N. Saito, T. Kawabata, T. T. Tsuda, T. Takahashi, and S. Wada
    • 学会等名
      MST15/iMST2-EISCAT18
    • 国際学会
  • [学会発表] Energetic particle impact on the Na layer2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, T. Takahashi, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, C. M. Hall, Y. Ogawa, K. Hosokawa, T. Nakamura, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, M. Abo, K. Tsuno, J. Gumbel, and J. Hedin
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral observations of aurora and artificial aurora in EISCAT radar site, Tromso, Norway2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, S. Hamada, K. Hosokawa, T. Kawabata, S. Nozawa, and A. Mizuno
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Vertical motion of the neutral atmosphere above Tromsoe2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nozawa, Y. Ogawa, H. Fujiwara, T. Kawahara, T. T. Tsuda, N. Saito, S. Wada, T. Takahashi, M. Tsutsumi, T. Kawabata, C. Hall, and A. Brekke
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Statistical study of sporadic sodium layer (SSL) in the polar lower thermosphere and upper mesosphere by using the Tromsoe sodium LIDAR2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogawa, S. Nozawa, T. T. Tsuda, T. Kawahara, Y. Ogawa, H. Fujiwara, N. Saito, S. Wada, T. Takahashi, M. Tsutsumi, T. Kawabata, C. Hall, and A. Brekke
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionospheric perturbations due to earthquakes observed simultaneously by subionospheric VLF/LF wave and GPS TEC measurements2017

    • 著者名/発表者名
      H. Santosa, Y. Hobara, T. T. Tsuda, and S. Srinivas
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the Earth’s metallic layers using optical remote sensing observations2017

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, N. Saito, S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, T. Takahashi, C.M. Hall, S. Wada, T. Nakamura, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, M. Abo, K. Tsuno, J. Gumbel, and J. Hedin
    • 学会等名
      Laser Solution for Space and the Earth, OPTICS and PHOTONICS International Congress 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Observations of the upper atmosphere using resonance scatter lidars2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, M. K. Ejiri, M. Abo, T. D. Kawahara, T. Nishiyama, T. T. Tsuda, and K. Tsuno
    • 学会等名
      Laser Solution for Space and the Earth, OPTICS and PHOTONICS International Congress 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sodium LIDAR observations of polar mesosphere and lower thermosphere2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nozawa, T. Kawahara, T. T. Tsuda, Y. Ogawa, T. Takahashi, N. Saito, S. Wada, H. Fujiwara, M. Tsutsumi, C. Hall, T. Kawabata, Y. Ogawa, and A. Brekke
    • 学会等名
      Laser Solution for Space and the Earth, OPTICS and PHOTONICS International Congress 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pulsating aurora-induced Na density depletion in the polar MLT region: high-speed sodium lidar and EISCAT radar observation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, T. T. Tsuda, K. Hosokawa, S. Nozawa, Y. Ogawa, M. Tsutsumi, Y. Hiraki, T. D. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Kawabata, C. Hall, and H. Miyaoka
    • 学会等名
      Laser Solution for Space and the Earth, OPTICS and PHOTONICS International Congress 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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