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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Exploring the Magnetosphere-Ionosphere coupling process: emergence of magnetospheric dynamics

Research Project

Project/Area Number 20H01961
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

吉川 顕正  九州大学, 国際宇宙惑星環境研究センター, 教授 (70284479)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Ohtani Shinichi  九州大学, 国際宇宙惑星環境研究センター, 客員教授 (20778641)
中溝 葵  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (90437757)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords磁気圏電離圏結合 / 電離圏の能動的役割 / 太陽風-磁気圏-電離圏結合シミュレータ / Hall分極効果
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は磁気圏-電離圏結合系において、従来、磁気圏現象の合わせ鏡として扱われていた電離圏について、そのダイナミクスを徹底的に整理し、結合系において生じる電離圏ダイナミクスが、磁気圏ダイナミクスに対して能動的に働く様子を明らかにすることにあった。
我々は、従来的な磁気圏電離圏結合プロセスを、電離圏を出入りするAlfven波によるエネルギ-、運動量交換の形で整理したアルゴリズムを、グローバルな太陽風-磁気圏-電離圏結合シミュレータに実装することに成功した。その結果、電離圏の分極過程、特にHall伝導度の非一様領域で生じるHall分極場は、電離圏対流を歪め、結果その過程に於いて生じたHall分極電場とそれに付随する、電離圏から湧き上がる沿磁力線電流が、磁気圏ダイナミクスを修正していることが明らかにした。また、オーロラ帯高緯度境界領域で観測される極域突然増光現象(PBI)再現性を探るために、誘導性Hall効果を取り入れた理論モデルを開発し、増光効果が昼間側磁気再結合現象によって駆動されたストリーマータイプの電離圏フローが、オーロラ帯の極側境界に侵入するときに生じる電離圏での多段階Hall効果により駆動されていることも突き止めることができた、但し、誘導効果によって生じる磁気音波の効果を部分的な形でしか取り入れることに成功していないため、更なる精査が必要であるとの課題も浮き彫りとなった。これらの成果は数編の国際会議発表され、国際学術誌稿論文として投稿準備中である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カルフォルニア大学バークレー校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所/カルフォルニア大学バークレー校
  • [Journal Article] Latitudinal dependence of Pc3-4 amplitudes across the dip equator along the 210? Magnetic Meridian2023

    • Author(s)
      Takla E. M.、Maryanto Sukir、Yoshikawa Akimasa、Uozumi Teiji
    • Journal Title

      Annals of Geophysics

      Volume: 66 Pages: GM323~GM323

    • DOI

      10.4401/ag-8979

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simulation of Dawn‐To‐Dusk Electric Field in the Jovian Inner Magnetosphere via Region 2‐Like Field‐Aligned Current2023

    • Author(s)
      Nakamura Yuki、Terada Koichiro、Tao Chihiro、Terada Naoki、Kasaba Yasumasa、Leblanc Fran?ois、Kita Hajime、Nakamizo Aoi、Yoshikawa Akimasa、Ohtani Shinichi、Tsuchiya Fuminori、Kagitani Masato、Sakanoi Takeshi、Murakami Go、Yoshioka Kazuo、Kimura Tomoki、Yamazaki Atsushi、Yoshikawa Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 128 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022ja031248

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Using Principal Component Analysis of Satellite and Ground Magnetic Data to Model the Equatorial Electrojet and Derive Its Tidal Composition2022

    • Author(s)
      Soares Gabriel、Yamazaki Yosuke、Morschhauser Achim、Matzka J?rgen、Pinheiro Katia J.、Stolle Claudia、Alken Patrick、Yoshikawa Akimasa、Hozumi Kornyanat、Kulkarni Atul、Supnithi Pornchai
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022JA030691

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Meteoric Ions on Ionospheric Conductance at Jupiter2022

    • Author(s)
      Nakamura Yuki、Terada Koichiro、Tao Chihiro、Terada Naoki、Kasaba Yasumasa、Leblanc Fran?ois、Kita Hajime、Nakamizo Aoi、Yoshikawa Akimasa、Ohtani Shinichi、Tsuchiya Fuminori、Kagitani Masato、Sakanoi Takeshi、Murakami Go、Yoshioka Kazuo、Kimura Tomoki、Yamazaki Atsushi、Yoshikawa Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022JA030312

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extreme Enhancements of Electron Temperature in Low Latitude Topside Ionosphere During the October 2016 Storm2022

    • Author(s)
      Zhang Ruilong、Liu Libo、Ma Han、Chen Yiding、Le Huijun、Yoshikawa Akimasa
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022JA030278

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolution of M-I convection depending on the Alfven conductance as simulated by global MHD model with Alfvenic coupling2023

    • Author(s)
      Aoi Nakamizo, Akimasa Yoshikawa, Hiroyuki Nakata, Keiichiro Fukazawa, Takashi Tanaka
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第154 回総会・講演会
  • [Presentation] Development of Affine connections to describe 3D evolving magnetic vector fields and its application to space physics2023

    • Author(s)
      Akimasa Yoshikawa
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第154 回総会・講演会
  • [Presentation] The Causality of Electromagnetic Channel Formation in the Ionosphere from Polar to Equatorial Regions2023

    • Author(s)
      Akimasa Yoshikawa
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Affine Connection for Describing Spatiotemporal Evolving 3D Magnetic Vector Fields and its applications2023

    • Author(s)
      Akimasa Yoshikawa
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ionospheric role in the development of the M-I convection system: generation of Alfvenic disturbances from the ionospheric convection field deformed by conductance non-uniformity2023

    • Author(s)
      中溝 葵, 吉川 顕正, 中田 裕之, 深沢 圭一郎, 田中 高史
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On the electron acceleration process as a carrier of field-aligned current and its energy conversion process in the Alfven wavefront2023

    • Author(s)
      Akimasa Yoshikawa
    • Organizer
      AGU Chapman Conference on Advances in Understanding Alfven Waves in the Sun and the Heliosphere
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolution of M-I convection depending on the Alfven conductance as simulated by global MHD model with Alfvenic coupling2023

    • Author(s)
      Aoi Nakamizo, Akimasa Yoshikawa, Hiroyuki Nakata, Keiichiro Fukazawa,Takashi Tanaka
    • Organizer
      AGU Chapman Conference on Advances in Understanding Alfven Waves in the Sun and the Heliosphere
    • Invited
  • [Presentation] Large-scale research project in Japan, "Study of coupling processes in the Solar-Terrestrial system”2023

    • Author(s)
      A. Yoshikawa, M. Yamamoto, Y. Ogawa, K. Shiokawa, K. Iwai, H. Hashiguchi, T. Yokoyama, S. Nozawa, Y. Ohtsuka, A. Shinbori, Y. Tanaka, S. Abe
    • Organizer
      AOSWA 2023 meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Current Status and Challengesin M-I Coupling Reserarch2022

    • Author(s)
      Yoshikawa A.
    • Organizer
      Prof.Kamide Memorial Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Modeling of Magnetosphere-Ionosphere-Atmosphere System to Elucidate the Coupling Process in the Space-Earth Transition Regio2022

    • Author(s)
      吉川顕正
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On the electron acceleration process as a carrier of field-aligned current and its energy conversion process in the Alfven wavefront2022

    • Author(s)
      吉川顕正
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 時空発展する3次元磁場ベクトル場記述のためのアフィン接続2022

    • Author(s)
      吉川顕正
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第152 回総会・講演会
  • [Presentation] Evolution of electrostatic potential in magnetosphere-ionosphere system as simulated by global MHD model with Alfvenic-coupling2022

    • Author(s)
      中溝 葵, 吉川 顕正, 中田 裕之, 深沢 圭一郎, 田中 高史
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolution of electrostatic potential in magnetosphere-ionospheric system as simulated by global MHD model with Alfvenic-coupling2022

    • Author(s)
      Aoi Nakamizo, Akimasa Yoshikawa, Hiroyuki Nakata, Keiichiro Fukazawa,Takashi Tanaka
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第152 回総会・講演会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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