2003 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・環境科学研究科, 助教授 (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 / 雷放電 / 超高層大気 / 中層大気 / 電荷モーメント / ピーク電流 / シミュレーション |
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| Research Abstract |
スプライト及びエルブスによる大気圏・電離圏のエネルギー結合仮過程を明らかにするために、過年度に引き続き、本年度は、以下の1)から4)の項目を実施した。
1)観測システムの保守・整備
光学及び電磁波によるステレオ観測を充実させるため、スタンフォード大学のVLFアンテナ及び受信機を東北大学惑星圏飯舘観測所に恒久的に設置し、定常的な観測を開始した。また、飯舘観測所と山梨県立科学館ではVLF磁場成分の自動トリガ観測を継続的に実施している。
2)冬季日本におけるMUレーダーとの共同観測の実施
12月から2月を中心に、冬季日本におけるスプライトとエルブスの観測キャンペーンを実施し、過去最多のデータ取得に成功した。特に2月上旬には京都大学MUレーダーのマシンタイムに合わせて、国内外約15の研究機関とアマチュア天文家が参加するキャンペーンを約1週間実施し、多くの同時観測データを取得した。
3)データ解析
1998年以降に日本で取得されたカラム型スプライトについて、その構造がその原因である落雷(雲地上間放電)のどういったパラメータによって決まるのかを調べた。その結果、鉛直方向の長さは落雷の電荷モーメントに、一度に現れるカラムの数は落雷のピーク電流に良い相関のあることが初めて示された。これまで、スプライト現象は電荷モーメントに強く依存するとされ、ピーク電流の効果は観測的には認められていなかった。
4)計算機シミュレーション
モンテカルロ法によるスプライトヘイロー中での電子エネルギー変動のシミュレーションコードを開発し、物理過程の定量的な議論を進めた。また化学モデルの開発・改良により、スプライトヘイロー中の酸素原子のエネルギー状態についての詳細な情報を得た。
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