2019 Fiscal Year Annual Research Report
Studies of the growth of plasma bubbles with multiple ground-based airglow imagers
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17H02967
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
細川 敬祐 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (80361830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 享 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 上席研究員 (40392716)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 赤道域電離圏 / プラズマバブル / 中規模伝搬性電離圏擾乱 / 大気光観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
市販の暗視カメラを活用し，小型で簡易な単色大気光イメージャを，従来の 10 分の 1 の超低コストで開発する．安いコストと可搬性を武器に，このイメージャを低緯度・赤道域の複数地点に設置することで，電離圏 F 領域に出現するプラズマバブルの広域モニタリング観測を行う．これにより，プラズマバブルの緯度方向の成長，経度方向の伝搬を支配するダイナミクスを明らかにするだけでなく，衛星測位への影響が指摘されているプラズマバブルのリアルタイム監視システムへと発展させる．また，イメージャの開発・運用に関する情報を広く公開し，「理科教育の教材」や「環境モニタリング機器」として広く普及させ，将来的な超多点大気光観測網の構築に繋げる．本年度は，フィリピンのイロイロに出張し小型イメージャの設置を行った．フィリピンへのイメージャの設置に関しては，夜間大気光を撮像できるカメラに加えて，干渉フィルターを用いない全天候型カメラも準備し，極端気象現象の監視にも活用する．フィリピンへのイメージャ設置が完了したことによって，フィリピン，台南，石垣島，沖縄本島というほぼ同じ経度域をカバーするイメージャネットワークによって，プラズマバブルの緯度方向の発展を明らかにすることが可能になった．また，ニュージーランドのダニーデンにも出張し，同型の小型イメージャのメンテナンスを行った．これらの設置作業と並行する形で研究成果の取りまとめにも時間をかけ，本課題で使用している小型イメージャによって電離圏現象の観測が可能であることを示した論文を 2 件出版した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2 式の小型イメージャシステムの製作を行い，国立極地研究所の光学機器校正施設でキャリブレーション作業を行った．この 2 式のイメージャをフィリピンのイロイロに設置する作業を行った．フィリピンへのイメージャの設置に関しては，夜間大気光を撮像できるカメラに加えて，干渉フィルターを用いない全天候型カメラも準備し，極端気象現象の監視にも活用する．得られたデータの全てをネットワーク経由で日本へ転送するシステムを構築した．フィリピンへのイメージャ設置が完了したことによって，フィリピン，台南，石垣島，沖縄本島というほぼ同じ経度域をカバーするイメージャネットワークによって，プラズマバブルの緯度方向の発展を明らかにすることが可能になった．フィリピンへのイメージャ設置作業と並行して，これまでに設置を行った石垣島，沖縄本島，ニュージーランドのイメージャのメンテナンス作業を現地に出張することによって実施した．また，台南とタイのチュンポンに設置されたイメージャの運用に関しては，現地の共同研究者である台湾国立成功大学の陳博士，タイ KMITL のポンチャイ博士と連携しながら，観測を継続している．イメージャの設置・運用作業と並行して，データベースの整理，得られたデータの解析を行うことで，プラズマバブルの緯度方向の成長，経度方向の伝搬を支配するダイナミクスを明らかにするだけでなく，衛星測位への影響が指摘されているプラズマバブルのリアルタイム監視システムを構築している．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに構築したイメージャネットワークによって得られたデータの解析を重点的に進めていく．特に，石垣島と台南において同時に観測されたプラズマバブルの事例について，その広域空間構造の可視化を行う．特に，石垣島においては，電子航法研究所（ENRI）が GPS 衛星による測位信号の観測を行っている．イメージャによって観測されたプラズマバブルが GPS 測位信号の伝搬にどのような影響を与えているのかについて詳細な確認を行っていく．また，石垣島や沖縄本島，ニュージーランドにおける観測では，プラズマバブル以外にも中規模伝搬性電離圏擾乱（Medium-Scale Traveling Ionospheric Disturbances: MSTID）や，中間圏高度の大気重力波を計測できる可能性がある．この可能性について，これまでに蓄積されたデータを用いた解析を進めていく．これらのデータ解析作業と並行して，これまでに設置を行った石垣島，沖縄本島，ニュージーランドのイメージャのメンテナンス作業を現地に出張することによって実施する．また，台南とタイのチュンポンに設置されたイメージャの運用に関しては，現地の共同研究者である台湾国立成功大学の陳博士，タイ KMITL のポンチャイ博士と連携しながら，観測を継続する．データベースの整理やウェブでのデータ可視化システムの整備も行っていく．
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