内部磁気圏における環電流イオンによるULF波動の励起機構の研究

内磁层环流离子激发超低频波机制研究

• 批准号: 21J10710
• 负责人: 山川 智嗣
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10710/
• 关键词: 地球磁気圏; 環電流; ULF波動

地球近傍の宇宙空間(内部磁気圏)では、地球の双極子磁場が強く、様々なエネルギー帯の荷電粒子が捕捉されている。磁気圏で最大の変動現象である宇宙嵐時には西向きの環電流が発達し、地球の固有磁場が大きく変化する。このとき、環電流イオン(keV)によってULF波動というmHz帯の周波数を持つ電磁波動が励起されることがある。しかし、それらのULF波動の励起機構や空間分布については解明されていない。本研究の目的は、内部磁気圏における環電流イオンによるULF波動の励起機構・空間分布を明らかにすることである。令和4年度の研究では、主に交付申請書にある課題１「単純化した粒子注入下での環電流起源のULF波動の励起機構の解明」を行った。課題１では、内部磁気圏において電磁場と粒子の時間発展を自己無撞着に解く環電流モデル(GEMSIS-RC)と全球でポテンシャルを解く電離圏モデル(GEMSIS-POT)とを結合したモデルを用いた。結合されたモデルにおいて、夜側に粒子が注入された状態を初期条件として仮定し、数値計算を行った結果、環電流イオンにより2種類のULF波動が励起されることが分かった。この研究成果については国際学術誌に掲載された。また令和4年度では、背景密度を与える低温粒子の運動を解くモジュールを新たに開発し、密度勾配があるところの周辺でULF波動が励起されることがわかった。この研究成果については、論文にまとめ、国際学術誌に投稿した。交付申請書の課題２については、令和3年度から共同研究をすすめている段階で、今後観測されているULF波動をモデルで再現できるかどうか検証をしていく予定である。

Earth nearly alongside の space (internal magnetic 気 sha-lu) で は, earth の が dipole magnetic field is strong く, others 々 な エ ネ ル ギ ー 帯 の charged particles が capture さ れ て い る. The で maximum <s:1> variation phenomenon in the magnetosphere である cosmic time に <s:1> westward <s:1> cycle current が occurrence <e:1>, and the が large <s:1> く variation する of the earth 's <s:1> natural magnetic field する. こ の と き, ring current イ オ ン (keV) に よ っ て ULF fluctuations と い う mHz 帯 の cycle for を hold つ electromagnetic wave が wound up さ れ る こ と が あ る. <s:1> それら それら ULF fluctuation <e:1> excitation mechanism や spatial distribution に て て explanation されて な な な. Purpose の this study は, internal magnetic 気 sha-lu に お け る ring current イ オ ン に よ る ULF fluctuations の wound up organization, space distribution を Ming ら か に す る こ と で あ る. In the 4th year of the Reiwa era, the <s:1> research で で and the main に delivery application form にある project 1: "The origin of the current in the で ring-ring, <s:1> ULF fluctuations, and <s:1> explanation of the excitation mechanism under the injection of 単 purified <s:1> particles" を line った. Topic 1 で は, internal magnetic 気 sha-lu に お い て electromagnetic field と particle の time 発 exhibition を himself and no hit に く ring current モ デ ル (GEMSIS - RC) と global で ポ テ ン シ ャ ル を solution く ionization sha-lu モ デ ル (GEMSIS - POT) と を combining し た モ デ ル を with い た. Combining さ れ た モ デ ル に お い て, night side に particle が injection さ れ た state を initial condition と し て 仮 し, the numerical calculation line を っ た results, the ring current イ オ ン に よ り 2 kinds の ULF fluctuations が wound up さ れ る こ と が points か っ た. The research results of に に に て て て て are published in the international academic journal に された. ま た make and 4 year で は, background density を and え る cryogenic particles moving の を solution く モ ジ ュ ー ル を new た に open 発 し, density hook with が あ る と こ ろ の weeks 辺 で ULF fluctuations が wound up さ れ る こ と が わ か っ た. <s:1> research achievements に に に に て て, papers にまとめ, and submissions to the International Academic journal に た. Delivery requisition の subject 2 に つ い て は, make and 3 year か ら joint research を す す め て い る Duan Jie で, future 観 さ れ て い る ULF fluctuations を モ デ ル で reappearance で き る か ど う か 検 card を し て い く designated で あ る.

项目成果

Excitation mechanism of internally driven ULF waves by the drift-bounce resonance with ring current ions based on the Magnetosphere-Ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的环流离子漂移弹跳共振内驱动超低频波的激发机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomotsugu Yamakawa;Kanako Seki;Takanobu Amano;Naoko Takahashi;Yoshizumi Miyoshi;and Aoi Nakamizo
• 通讯作者: and Aoi Nakamizo

Excitation of two types of storm-time Pc5 ULF waves based on the magnetosphere-ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的两类风暴时Pc5 ULF波的激发

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomotsugu Yamakawa;Kanako Seki;Takanobu Amano;Yoshizumi Miyoshi;Naoko Takahashi;and Aoi Nakamizo
• 通讯作者: and Aoi Nakamizo

Control of the dynamcs of cold particles on the excitation of ULF waves based on the magnetosphere-ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的冷粒子动力学对超低频波激发的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Yamakawa;T.;Seki;K.;Amano;T.;Miyoshi;Y.;Nakamizo;A.;Takahashi;N.;& Yamamoto;K.
• 通讯作者: K.

Study of the excitation mechanism of internally driven ULF waves by the drift-bounce resonance with ring current ions based on the Magnetosphere-Ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的环流离子漂移弹跳共振内驱动超低频波激发机制研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Tomotsugu Yamakawa;Kanako Seki;Takanobu Amano;Naoko Takahashi;Yoshizumi Miyoshi;and Aoi Nakamizo
• 通讯作者: and Aoi Nakamizo

Excitation of internally driven ULF waves by ring current ions based on the magnetosphere-ionosphere coupled model

基于磁层-电离层耦合模型的环流离子激发内驱动超低频波

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamakawa;T.;Seki;K.;Amano;T.;Miyoshi;Y.;Nakamizo;A.;Takahashi;N.;& Yamamoto;K.
• 通讯作者: K.