Study on thermal plasma characteristics using ray tracing and collaborative observation data from Arase and ground stations

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磁気圏プラズマの大勢を占める熱的プラズマは、地球内部磁気圏の電磁特性を決める重要な役割を果たすが、現在の衛星観測技術では実測困難である。本研究課題は、熱的イオンの密度・組成に依存して伝搬特性が変化するプラズマ波（EMIC波）に着目し、磁気圏内の熱的イオンの特性解明をめざしている。初年度は、科学衛星「あらせ」による内部磁気圏内のイオンサイクロトロン（EMIC)波の空間分布や周波数特性を、あらせ衛星で観測されたEMICイベントを対象に、その統計的性質の解明を進めた。さらに、あらせ、Van Allen Probes、地上観測網の3点で同時観測されたEMIC波を詳細解析し、このEMIC波が特定の磁力性に沿った極めて狭い領域を通って地上に伝搬していることを明らかにした。一方、科学衛星による電界強度計測は、周辺プラズマ環境によって変化するため、あらせ機上で定期的に実施している強度較正用データの解析を行うとともに、あらせ・Van Allen Probes両衛星で同時観測されたVLF帯波動について強度比較を行い較正結果の妥当性を確認した。今後、衛星上で観測されたEMIC波の伝搬方向を解析するには、前述の精密なデータ較正に加え、観測データに混入する衛星由来の雑音を考慮した到来方向推定手法を確立する必要がある。同問題に対し、経年変化によって搭載センサ間の雑音特性にばらつきが生じた場合を想定した到来方向推定アルゴリズムを新たに考案し、その性能を疑似データを用いて検証した。