2010 Fiscal Year Annual Research Report
全球雷放電・高高度放電発光現象活動の観測と地球電流系モデルに対する考察
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09J04009
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山下 幸三 東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 雷放電 / ELF帯電磁場 / VLF帯電磁場 / 雷雲 / グローバル・サーキット |
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| Research Abstract |
近年の大気電気学分野における重要な研究項目の一つとして、従来から存在が指摘されていたが、その全容が未だ解明されていない大気圏における電流回路(Global Electric Circuit:以下グローバルサーキット)の存在が挙げられる。同回路内においては対流圏下部から電離圏下部に向かって常時1-2kAの上向き方向の電荷移動が存在し、その電流駆動源として雷放電活動、降雨活動などが想定されている。しかし、どのプロセスがどの程度の電荷移動を駆動しているのかという定量的評価は十分に行われていない。本年度、申請者の研究における主目的は、同回路における電流駆動源としての全球落雷活動を実験的見地から評価する事である。
全球落雷活動による電荷移動量を推定する上では、各落雷に対する位置推定と共に、極性・エネルギーに対応する電気的規模(中和電荷モーメント:Qdl)の導出が必要不可欠である。Qdlの導出には、ELF/VLF帯電磁場データの解析が本質的アプローチと言える。従来研究では、巨大雷(|Qdl|>2000C-km)の全球活動が約700kmの位置推定精度で導出されているが、主たる電流の担い手と考えられる非巨大落雷は推定位置・Qdlの計算精度の問題から解析対象とされていない。
そこで申請者は、落雷活動モニタリングに必要な新アルゴリズムの開発を行い、所属グループ保有の世界4観測点による1-100Hz帯磁場観測網データと、申請者が新規構築したアジアVLF帯電磁場計測網データに適用した。結果、前者からは比較的小規模な落雷(|Qdl|>470C-km)の全球分布を、後者からは200C-km以上の落雷活動をアジア域に限って導出する事を可能にした。結果、非巨大雷を含めた落雷活動の詳細な時空間変化に対する考察を可能にしたと共に、世界に先駆けて非巨大落雷を含めた落雷活動による電荷移動量の定量的評価を行った。同結果を第128回地球電磁気・地球惑星圏学会(那覇)にて発表し、優秀発表学生に選出された。
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