2022 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙災害回避のためのシューマン共鳴による電離圏モニタリングシステムの開発
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19K03956
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| Research Institution | Kagoshima National College of Technology |
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Principal Investigator |
池田 昭大 鹿児島工業高等専門学校, 一般教育科, 准教授 (90582833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 顕正 九州大学, 理学研究院, 教授 (70284479)
藤本 晶子 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (40578803)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シューマン共鳴 / 磁場変動 / 太陽活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では宇宙災害回避のため、地上磁場変動に現れる8.0Hz程度のシューマン共鳴(SR)を用い、SRの応答から下部電離圏の変動を調査した。さらに、電離圏モニタリングシステムを構築することを目的とした。
令和4年度は、太陽フレアに伴うSRの応答についてより詳細に調査を進めた。フレア時にSRの周波数が増加するが、その応答する成分は観測点の地方時に依存していることがわかった。これはSRのポインティング・ベクトルを考慮すると、フレア発生時の太陽直下点と観測点（久住）の位置関係で説明可能であった。
研究期間全体の研究実績は、客観的にSRの周波数、強度を取り出す手法を確立した。この手法により、大分県久住町の誘導磁力計データからSR強度・周波数の日変化、季節変化の特性を明らかにした。さらに、SR周波数の変化が太陽のEUV（極紫外線）と対応が良いこと、SR強度はアフリカ、東南アジア、北南米といった雷活動の活発な地域の影響が現れていること等もわかった。
突発的な太陽活動に対しては、太陽X線増加に対して、SRのH成分（北向き成分）周波数の増加が確認された。フレア時に電離圏下部の電子密度が増加し、SRの周波数が変化したと解釈できる。さらにSRの変動から、電離圏下部の電子密度の変化の割合を見積もることができた。一方SPE（太陽プロトンイベント）では、プロトンフラックスの減少にSRのD成分（東向き成分）の周波数の減少が確認された。SPE時に極域に降り込んだプロトンが、高緯度電離圏の高度を押し下げ、D成分のSR周波数を減少させたと解釈できた。モニタリングツールという観点からも、SRの実用性を示すことができた。
また、電離圏モニタリングシステムの開発では、これまでの蓄積データの一時処理、データベース化などを実施することができた。
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