2022 Fiscal Year Research-status Report
電離圏磁場と電子密度の波状構造を生成する下層大気擾乱の特定と生成過程の解明
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21K03643
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
家森 俊彦 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (40144315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 昭則 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10311739)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 磁気リップル現象 / 鉛直音波共鳴 / トンガ火山噴火 / ラム波 / Swarm衛星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年1月15日に噴火したトンガ海底火山による鉛直音波共鳴現象の発生、および、その影響がSwarm衛星による磁場観測データに表れていることが予想されたので、トンガに近いApiaおよび磁気共役点に近いホノルルの磁場データおよび付近のGPS-TEC観測データ、タイ・ピマーイの微気圧、地磁気、GPS観測データとともに解析を行った。トンガ近辺では明瞭な鉛直音波共鳴現象が磁場およびGPS-TEC観測データに検出され、また、磁気共役点に近いホノルルでも磁場観測データから検出することができた。また、ハワイ諸島上空のGPS-TECデータにも変動が見られ、これらは磁力線に沿って反対半球に流れた沿磁力線電流およびそれに付随する電場の影響と解釈し、EPS誌に投稿、掲載された。Swarm観測データにもその影響と考えられる磁場変動(磁気リップル現象)が検出された。タイ・ピマーイの微気圧変動観測データには、噴火に伴って発生したラム波の到達、および磁場とGPS-TEC観測データには、それに関連すると考えられる磁場変動、TEC変動が検出された。ピマーイでは、ラム波の通過に伴って明瞭な鉛直音波共鳴現象が観測されており、水平伝搬のラム波から、鉛直音波共鳴を起こす鉛直方向に伝搬する音波がどのように生成されるかの解明は、令和5年度の課題の一つとなる。また、ラム波の伝搬方向(西回りか東回りか)による気圧変動の大きさの異方性がピマーイの微気圧変動で明瞭に観測されており、その原因の解明も課題となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
トンガ火山噴火現象の解析からは、当初予想しなかった水平伝搬する気圧波(ラム波)の通過に伴って鉛直音波共鳴現象が発生していることを発見した。また、地球を少なくとも2周したラム波の気圧変動観測から、伝搬方向による気圧変動振幅の異方性を示す結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで2年間の研究から、下層大気現象、特に激しい降雨を伴うような気象現象が、Swarm衛星により400-500km高度で観測される磁気リップル現象の振幅と相関していること、また、全地球的に見ると、地域により振幅の異なることを示すことができた。昨年度主として解析したトンガ海底火山噴火による微気圧変動やGPS-TEC変動の解析からは、火山噴火による鉛直共鳴現象の発生と磁力線を通した反対半球との電磁気的結合を確認するとともに、ラム波の通過に伴って、鉛直方向に伝搬し、鉛直音波共鳴を引き起こす音波の生成を強く示唆する結果が得られた。また、ラム波の振幅の異方性についても示唆された。今年度は、これらの結果をさらに確実なものとするための解析を、世界各地のGPS-TEC観測データから確認し、論文としてまとめるとともに、より定量的な解析を行い、理論的な議論に結びつける。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により、国際学会にはオンライン参加となり、出張旅費を使用しなかった。未使用額の多くは研究成果の学術誌投稿料として使用する予定。
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