大規模レイトレイシングにより宇宙プラズマ波動エネルギ-の広領域空間構造の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63420016
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木村 磐根 京都大学, 工学部, 教授 (00025884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 敏郎 京都大学, 工学部, 教務技官 (80109032) ; 山本 正幸 京都大学, 工学部, 助手 (30200843) ; 大村 善治 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (50177002) ; 佐藤 享 京都大学, 工学部, 講師 (60162450)
• Keywords: レイトレイシング / 磁気圏プラズマ / EXOSーD(Akebono)衛星 / オメガ信号 / 伝搬ベクトル計測 / 波動ー粒子相互作用 / トリガ-ド放射

Research Abstract

本研究課題は、地球磁気圏内のVLF波動の伝搬通路を解析する手段として、当研究室で開発してきたレイトレイシングの計算手法を衛星で観測される波動デ-タの解釈に利用することである。レイトレイシングのプログラムソフトを衛星で観測される各種波動現象のデ-タを対象に利用するためには、手軽に磁気圏のプラズマのモデルを変え、電波の初期条件を自由に選んでレイトレイシングし、その結果を画面上に出し、またそのグラフィックのハ-ドコピ-がすぐ取れるシステムを開発する必要があるが、この開発をほぼ完成させることができた。
次に解析の対象とする科学衛星EXOSーD(平成元年2月打ち上げ)のデ-タは、VLF波動のダイナミックスペクトルを与えるアナログデ-タと、その他の観測デ-タを含むPCMデ-タがあり、特にアナログデ-タについてはまず計算機により周波数分析してその結果をグラフィックに表示、またハ-ドコピ-を得るソフト、およびPCMデ-タからVLF波動の伝搬ベクトル方向を計算するソフトが完成した。
これらのソフトを用いて、地上VLFオメガ局信号の磁気圏プラズマ中の伝搬特性を明らかにするべく、オ-ストラリア、ノ-スダコタ局信号の信号強度の磁気圏空間分布を求めた。またこれらオメガ局信号の伝搬ベクトル方向の解析を行い、レイトレイシングによる計算結果との比較を行った。
また波動一粒子相互作用に関連して、オメガ信号から励起されたトリガ-ド放射の例が平成元年3月〜4月の衛星軌道で多数発見された。これらの現象は元の信号の波頭から400ms程度遅れて始まるが、それ以後の振幅、位相の変化の特性を明らかにすること出来た。このデ-タはVLFトリガ-ド放射現象の発生機構を理解する上で重要なヒントを与えるものである。

Research Products

• [Publications] I.Kimura,K.Hashimoto,I.Nagano,T.Okada,M.Yamamoto,T.Yoshino,H.Matsumoto,M.Ejiri&K.Hayashi: "VLF OBSERVATION BY THE AKEBONO SATELLITE" J.GEOMAGNETITSM&GEOELECTRICITY. (1990)
• [Publications] Y.Ito,M.Yamamoto,A.Sawada,I.Kimura,I.Nagano,E.Kennai,T.Okada&K.Hashimoto: "K VECTOR MEASUREMENTS OF VLF SIGNALS BY THE SATELLITE EXOS-D" Geophysical Research Letter(U.S.A). (1990)