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2020 Fiscal Year Annual Research Report

International study of equatorial ionosphere based on observations and models

Research Project

Project/Area Number 20H00197
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山本 衛  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (20210560)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横山 竜宏  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (30397525)
橋口 浩之  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90293943)
齊藤 昭則  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10311739)
HOZUMI KORNYANAT  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所宇宙環境研究室, 研究員 (10856082)
大塚 雄一  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (40314025)
Liu Huixin  九州大学, 理学研究院, 准教授 (70589639)
三好 勉信  九州大学, 理学研究院, 准教授 (20243884)
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)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Keywords赤道プラズマバブル / レーダー観測 / GNSS-TEC観測 / 衛星データ解析 / 全地球大気モデル
Outline of Annual Research Achievements

電離圏に現れる強い不安定現象である赤道プラズマバブル(Equatorial Plasma Bubble; EPB)の国際共同研究を実施する。EPB活動度が日々変動する原因の検証を目指して、赤道大気レーダーと観測網SEALIONによる連続観測を継続、衛星-地上ビーコン観測を複数点で実施する。地表から電離圏までの全大気計算モデルGAIA、EPBの生成・成長を正確に模擬する非線形計算モデルを活用した研究を推進する。具体的には以下の4つの課題に取り組む。課題1:EPB発生と下層から伝搬する大気波動の関連の解明、課題2:EPBの発生時の時間・空間構造の解明、課題3:長期観測に基づくEPB長期変動の解明、課題4:EPB発生予測の開発と社会貢献。
令和2年度は、年度当初から新型コロナ感染症の問題に直面したため、東南アジアへの渡航が一切できなくなった。新しい観測が不可能になる状況ではあったが、既存のデータ解析等による研究の進展があった。例えば課題1に関しては、GAIAモデルを活用して熱圏の6日周期波動の研究、GAIAモデルを活用したスポラディックE層の出現予測、CO2と大気波動の解明などが行われた。課題2に関連して、周期的なEPB発生要因の解明、大気重力波とEPBの関連の研究、EPB日々変動特性の解明等が行われた。課題3に関連して中緯度の中規模電離圏擾乱現象(MSTID)の統計解析が行われた。課題4については、既存観測からEPB予測の初期の試みが発表され、衛星測位受信機(GNSS)観測から電離圏電子密度の空間変動の研究が行われた。さらに、新しい観測手法の開発として、EARにおける干渉計観測の開発が報告され、計画中の観測ロケット実験に使用するロケット搭載の2周波ビーコン送信機とアンテナの開発が進められた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和2年(2020年)4月の本研究の発足は、新型コロナ感染症の問題勃発とほぼ同時であった。結果として海外渡航が世界的に禁止され、本研究でも東南アジアを中心とした海外への渡航が全く不可能になった。このため、予定していた新しい観測への取り組みが停止状態となった。さらに、EARは連続観測中であったが2020年4月下旬に故障のため観測停止状態となってしまった。現地の研究スタッフによる復旧ができずに観測は停止した。その結果、本研究は令和3年度、さらには令和4年度までの繰越しを申し出て認められた。一方で、その他の既存の観測の継続に努めた。手持ちの観測データやシミュレーションによる研究の進捗は著しく、本報告書においても多数の論文発表や学会発表を示すことができた。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度(2022年)には新型コロナ感染症の状況が落ち着き、日本から東南アジア地域への海外渡航も徐々に再開され始めた。これに呼応して、繰越しされていた経費を用いて、本来は初年度に行うはずであったEARの整備を進めた。EARの観測停止からの復旧については、令和4年度中に数回にわたって試みて進捗を得たが観測再開までには至っていない。令和5年度(2023年)中には観測を再開させる予定を組んでおり、実施して行く。一方で既存観測の継続とデータ解析等の研究は着実に実施して行く。

  • Research Products

    (44 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 12 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] National Research and Innovation Agency(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      National Research and Innovation Agency
  • [Int'l Joint Research] KMITL(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      KMITL
  • [Int'l Joint Research] Ho Chi Minh City Institute of Physics(ベトナム)

    • Country Name
      VIET NAM
    • Counterpart Institution
      Ho Chi Minh City Institute of Physics
  • [Int'l Joint Research] 中国科学院地質及地球物理研究所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      中国科学院地質及地球物理研究所
  • [Int'l Joint Research] SRI International(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      SRI International
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Ionospheric Signatures of Secondary Waves From Quasi‐6‐Day Wave and Tide Interactions2021

    • Author(s)
      Yamazaki Y.、Miyoshi Y.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 126 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020JA028360

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Numerical prediction of sporadic E layer occurrence using GAIA2021

    • Author(s)
      Shinagawa Hiroyuki、Tao Chihiro、Jin Hidekatsu、Miyoshi Yasunobu、Fujiwara Hitoshi
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 73 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01330-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On the Seeding of Periodic Equatorial Plasma Bubbles by Gravity Waves Associated With Tropical Cyclone: A Case Study2020

    • Author(s)
      Ajith K. K.、Li Guozhu、Tulasi Ram S.、Yamamoto M.、Hozumi K.、Abadi Prayitno、Xie Haiyong
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 125 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020JA028003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Daytime Dynamo Electrodynamics With Spiral Currents Driven by Strong Winds Revealed by Vapor Trails and Sounding Rocket Probes2020

    • Author(s)
      Pfaff R.、Larsen M.、Abe T.、Habu H.、Clemmons J.、Freudenreich H.、Rowland D.、Bullett T.、Yamamoto M.‐Y.、Watanabe S.、Kakinami Y.、Yokoyama T.、Mabie J.、Klenzing J.、Bishop R.、Walterscheid R.、Yamamoto M.、Yamazaki Y.、Murphy N.、Angelopoulos V.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 47 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020GL088803

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of EAR Spaced Antenna Performance Using Multiple Receiving Antennas Orientations2020

    • Author(s)
      Aris N. A. M.、Hashiguchi H.、Yamamoto M.
    • Journal Title

      Radio Science

      Volume: 55 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019RS007049

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Wavenumber Spectra of Atmospheric Gravity Waves and Medium‐Scale Traveling Ionospheric Disturbances Based on More Than 10‐Year Airglow Images in Japan, Russia, and Canada2020

    • Author(s)
      Tsuchiya Satoshi、Shiokawa Kazuo、Otsuka Yuichi、Nakamura Takuji、Yamamoto Mamoru、Connors Martin、Schofield Ian、Shevtsov Boris、Poddelsky Igor
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 125 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019JA026807

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Equatorial Plasma Bubble Occurrence Under Propagation of MSTID and MLT Gravity Waves2020

    • Author(s)
      Takahashi H.、Wrasse C. M.、Figueiredo C. A. O. B.、Barros D.、Paulino I.、Essien P.、Abdu M. A.、Otsuka Y.、Shiokawa K.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 125 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019JA027566

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Day-to-day variation of pre-reversal enhancement in the equatorial ionosphere based on GAIA model simulations2020

    • Author(s)
      Ghosh Priyanka、Otsuka Yuichi、Mani Sivakandan、Shinagawa Hiroyuki
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 72 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01228-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Challenges to Equatorial Plasma Bubble and Ionospheric Scintillation Short-Term Forecasting and Future Aspects in East and Southeast Asia2020

    • Author(s)
      Li Guozhu、Ning Baiqi、Otsuka Yuichi、Abdu Mangalathayil Ali、Abadi Prayitno、Liu Zhizhao、Spogli Luca、Wan Weixing
    • Journal Title

      Surveys in Geophysics

      Volume: 42 Pages: 201~238

    • DOI

      10.1007/s10712-020-09613-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Excitation Mechanism of Ionospheric 6‐Day Oscillation During the 2019 September Sudden Stratospheric Warming Event2020

    • Author(s)
      Miyoshi Yasunobu、Yamazaki Yosuke
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 125 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020JA028283

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Single-Frequency Time-Step Ionospheric Delay Gradient Estimation at Low-Latitude Stations2020

    • Author(s)
      Budtho Jirapoom、Supnithi Pornchai、Saito Susumu
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 8 Pages: 201516~201526

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.3035247

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Circulation and Tides in a Cooler Upper Atmosphere: Dynamical Effects of CO2 Doubling2020

    • Author(s)
      Liu Huixin、Tao Chihiro、Jin Hidekatsu、Nakamoto Yusuke
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 47 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020GL087413

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dipolar elementary current systems for ionospheric current reconstruction at low and middle latitudes2020

    • Author(s)
      Vanhamaki Heikki、Maute Astrid、Alken Patrick、Liu Huixin
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 72 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01284-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 電離圏擾乱の研究に資するマルチスケール数値シミュレーションの開発2021

    • Author(s)
      横山 竜宏, 古元 泰地
    • Organizer
      STEシミュレーション研究会・KDKシンポジウム合同研究会
  • [Presentation] 高精細プラズマバブルモデルの現在と今後の展望2021

    • Author(s)
      横山 竜宏
    • Organizer
      2020年度ISEE研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」
  • [Presentation] 高精細プラズマバブルモデルとGAIAモデルの結合に向けた マルチスケール数値モデルの開発2021

    • Author(s)
      横山 竜宏, 古元 泰地
    • Organizer
      GAIA研究会
  • [Presentation] Development of transmitter and antenna on board of sounding rocket for the TEC measurement2020

    • Author(s)
      Koki Kurokawa, Mamoru Yamamoto
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of Equatorial MU Radar project in 20202020

    • Author(s)
      Mamoru Yamamoto, Hiroyuki Hashiguchi, Tatsuhiro Yokoyama, Toshitaka Tsuda
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ionospheric observations by Equatorial Atmosphere Radar during annular eclipse in December 20192020

    • Author(s)
      Rieko Takagi, Tatsuhiro Yokoyama, Mamoru Yamamoto, Kornyanat Hozumi
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-term statistical analysis of the ionospheric observation with the MU radar2020

    • Author(s)
      Tatsuhiro Yokoyama, Masanori Ueno, Mamoru Yamamoto
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ionospheric responses on the 21 August 2017 solar eclipse by using three-dimensional GNSS tomography2020

    • Author(s)
      Chia-Hung Chen, Charles Lin, Akinori Saito, Mamoru Yamamoto, Susumu Saito
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Software-Defined Multichannel Receiver for Equatorial Atmosphere Radar (EAR)2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Hashiguchi, Nor Azlan Bin Mohd Aris, Mamoru Yamamoto
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of daily and seasonal variation of the equatorial ionization anomaly in Asia based on satellite-ground beacon experiment2020

    • Author(s)
      Mamoru Yamamoto, Yuki Sakamoto, Kornyanat Hozumi
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of coupling processes in the solar-terrestrial system = Current status in 2020 =2020

    • Author(s)
      Mamoru Yamamoto, Hiroyuki Hashiguchi, Tatsuhiro Yokoyama, Hiroshi Miyaoka, Yasunobu Ogawa, Kazuo Shiokawa, Satonori Nozawa, Akimasa Yoshikawa, Toshitaka Tsuda
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of equatorial plasma bubbles on midlatitude region2020

    • Author(s)
      Yokoyama, T., H. Shinagawa, and Y. Otsuka
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-term statistical analysis of the ionospheric observation with the MU radar2020

    • Author(s)
      Yokoyama, T., M. Ueno, and M. Yamamoto
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study of equatorial plasma bubble structure using VHF radar and GNSS scintillations over the low-latitude region2020

    • Author(s)
      A. Bumrungkit, S. Saito, P. Supnithi
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MU RadarActive Phased Array Atmospheric Radar2020

    • Author(s)
      Mamoru Yamamto and Hiroyuki Hashiguchi
    • Organizer
      "Technology for Next Generation Space-Earth Environmental Radio Science", a workshop by ISEE
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Variability of the thermosphere-ionosphere system2020

    • Author(s)
      Y. Miyoshi
    • Organizer
      International Symposium on Physics (Campina Grande, Brazil)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-band digital beacon receiver GRBR2 and results with FORMOSAT-7/COSMIC-22020

    • Author(s)
      Mamoru Yamamoto, T.-Y. Hsiao, Charles Lin, Roland Tsunoda, Rick Doe
    • Organizer
      5th International Conference on GPS Radio Occultation in 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 衛星=地上の電離圏全電子数観測手法の開発状況2020

    • Author(s)
      山本衛
    • Organizer
      第14回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
  • [Presentation] MUレーダーによる電離圏IS観測の長期統計解析2020

    • Author(s)
      横山竜宏・上野将典・山本衛
    • Organizer
      第14回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
  • [Presentation] 観測ロケットに搭載するデュアルバンド・ビーコン送信機とアンテナの開発2020

    • Author(s)
      黒川浩規・山本衛
    • Organizer
      第14回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
  • [Presentation] 衛星=地上間の電離圏全電子数観測の開発状況2020

    • Author(s)
      山本 衛, 斎藤 享
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • [Presentation] 赤道プラズマバブルの急速な発達と中緯度帯への影響2020

    • Author(s)
      横山 竜宏, 品川 裕之, 陣 英克, 大塚 雄一
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • [Presentation] 2019年9月成層圏突然昇温時に現れた電離圏6日振動の励起機構2020

    • Author(s)
      三好 勉信, 山崎 洋介
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • [Presentation] 赤道大気レーダーによる2019年12月の金環日食時の電離圏観測2020

    • Author(s)
      高木 理絵子, 横山 竜宏,山本 衛, Hozumi Kornyanat
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • [Presentation] Complementing regional ground GNSS-STEC computerized ionospheric tomography (CIT) with ionosonde data assimilation2020

    • Author(s)
      Ssessanga Nicholas, 山本 衛, 斎藤 享, 齊藤 昭則, 西岡 未知
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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