第2期(2010-2015) 領域横断的な重点共同研究プロジェクト

プロジェクト2: グローバル地上・衛星観測に基づく宇宙プラズマ-電離大気-中性大気結合の研究

 

リーダー:
塩川和夫(電磁気圏環境部門・教授)
学内メンバー:
塩川和夫、野澤悟徳、大塚雄一、大山伸一郎、関華奈子、三好由純、家田章正、西谷望

年度報告書 : H22, H23, H24, H25, H26

内容

太陽からやってくる宇宙プラズマと地球の電離大気・中性大気の間の相互作用は、地球のまわりの身近な宇宙空間(ジオスペース)で発生する諸現象を作り出します。このプロジェクトでは、地上観測を有機的に結合させてネットワーク化し、人工衛星観測と組み合わせることにより、地球周辺の宇宙プラズマ-電離大気-中性大気間の結合過程とその間のエネルギー・物質のやりとりを研究します。また、長期モニタリングが可能な地上観測の特性を生かして、極大期・極小期を包括する長期的な観測を行い、太陽活動が地球大気に与える影響を明らかにしていきます。

project2-2 地上HFレーダーネットワーク観測によって得られた極域・サブオーロラ帯の電離圏プラズマの流れのパターン。地上ネットワーク観測はこのように広い範囲の情報をあたえることができます。一方、人工衛星はその場の詳細な情報を得ることができます。

地上HFレーダーネットワーク観測によって得られた極域・サブオーロラ帯の電離圏プラズマの流れのパターン。地上ネットワーク観測はこのように広い範囲の情報をあたえることができます。一方、人工衛星はその場の詳細な情報を得ることができます。

オーストラリア・ダーウィンの高感度全天カメラで観測された電離圏のプラズマバブル構造(画像中で北から延びる黒い影)。電離圏のプラズマ密度が急激に減少しており、これが上空にあると人工衛星との通信が阻害されてしまうため、その発生原因を探ることが重要です。その成因には、プラズマと中性大気の相互作用が深く関わっています。

オーストラリア・ダーウィンの高感度全天カメラで観測された電離圏のプラズマバブル構造(画像中で北から延びる黒い影)。電離圏のプラズマ密度が急激に減少しており、これが上空にあると人工衛星との通信が阻害されてしまうため、その発生原因を探ることが重要です。その成因には、プラズマと中性大気の相互作用が深く関わっています。

上:地上から高感度白黒カメラで撮影されたオーロラのカーテン(左右に延びる白い線)と、3機の人工衛星THEMIS A, D, Eの位置。下:この人工衛星で測定された磁場変化とプラズマの速度。オーロラが左から右に延びてくるに連れて、まず一番近い衛星Eで変化が起こり、次に衛星Dで変化が起きます。このように、人工衛星と地上観測を組み合わせると、オーロラを引き起こすプラズマ変動を詳細に調べることができます。

上:地上から高感度白黒カメラで撮影されたオーロラのカーテン(左右に延びる白い線)と、3機の人工衛星THEMIS A, D, Eの位置。下:この人工衛星で測定された磁場変化とプラズマの速度。オーロラが左から右に延びてくるに連れて、まず一番近い衛星Eで変化が起こり、次に衛星Dで変化が起きます。このように、人工衛星と地上観測を組み合わせると、オーロラを引き起こすプラズマ変動を詳細に調べることができます。

超高層大気(80-110 km)の大気温度を測定する新しいナトリウムライダー用受信望遠鏡(左)とレーザービーム(右)。他の地上・衛星観測と組み合わせて、超高層大気の変動のメカニズムを明らかにします。

超高層大気(80-110 km)の大気温度を測定する新しいナトリウムライダー用受信望遠鏡(左)とレーザービーム(右)。他の地上・衛星観測と組み合わせて、超高層大気の変動のメカニズムを明らかにします。

ジオスペースを構成するいくつかの領域と、計画段階の人工衛星の軌道。この様な諸領域を観測する衛星計画が米国や日本にあり、地上観測との連携も図られる予定です。本プロジェクトではこれらの衛星計画に積極的に関わっていきます。

ジオスペースを構成するいくつかの領域と、計画段階の人工衛星の軌道。この様な諸領域を観測する衛星計画が米国や日本にあり、地上観測との連携も図られる予定です。本プロジェクトではこれらの衛星計画に積極的に関わっていきます。

北極圏のEISCATスヴァールバルレーダー。この様な巨大レーダーと人工衛星の同時観測は、オーロラや高層大気で起きている現象の研究に非常に役立ちます。

北極圏のEISCATスヴァールバルレーダー。この様な巨大レーダーと人工衛星の同時観測は、オーロラや高層大気で起きている現象の研究に非常に役立ちます。