2001 Fiscal Year Annual Research Report
雷雲・電離圏間放電による大気圏と電離圏のエネルギー結合過程の研究
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13304037
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福西 浩 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90099937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 均 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50298741)
村田 功 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00291245)
高橋 幸弘 東北大学, 大学院・理学研究科, 講師 (50236329)
湯元 清文 九州大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20125686)
坂野井 健 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80271857)
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| Keywords | スプライト / エルブス / スプライトヘイロー / 電子エネルギー / 雷雲 / 冬季雷 / 高速撮像 / フォトメータ |
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| Research Abstract |
本年度は主に、これまでの夏季米国観測で得られた、多チャンネル・マルチアノードフィルターフォトメータデータを中心とした解析と、日本国内におけるスプライトとエルブスの光学及び波動観測を実施した。
これまで認識されていた、スプライトやエルブスに加え、近年の高速撮像観測等から、スプライトヘイローと呼ばれる発光が、スプライトの上部に出現することが明らかになってきた。発光形態がエルブスと似ていることから、これまで見過ごされ、詳細な調査が遅れていた。本研究では1996年と1999年に米国コロラド州で実施された観測キャンペーンで取得した、多チャンネルフォトメータデータ、高速イメージデータ、ELF/VLF波動観測データを使用し、スプライトヘイローの時間空間構造と、発光に寄与する電子のエネルギー分布の推定を行った。多チャンネルフォトメータはその高速サンプリングのために、エルブスとスプライトヘイローの区別が容易に行える。解析の結果、スプライトヘイローの平均発光高度の上端下端はそれぞれ88km、73km、水平方向の直径は86km、また発光は必ず下方伝搬するが、その速度は4.3×10^7m/sと求まった。これは従来の初期的な報告と矛盾しない。また、発光を引き起こしている電子のエネルギーは、マクスウエル分布を仮定とすると電子温度6-23eVとデュルベスティン分布を仮定すると7-16eVとなり、いずれも従来スプライトの温度として推定されていたものよりも数倍から10倍くらい大きな値となった。国内観測は夏季と冬季の両方を実施したが、夏季は発光のはっきりした証拠が得られなかったが、冬季は計6晩で、スプライト或いはエルブスを捕らえることができた。これまでの3年間のデータはスプライトは全て寒冷前線の上かその近傍の雷雲で発生していたが、今回は日本海と太平洋の両地域で、同じ時間帯に起きていることが認められた。
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