近年の北極域海氷減少が引き起こす熱圏・電離圏変動の解明

阐明近期北极海冰减少引起的热层和电离层变化

• 批准号: 21H01150
• 负责人: 三好 勉信
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01150/
• 关键词: 超高層大気変動; 大気上下結合; 数値シミュレーション; 大気波動

近年の北極域の海氷減少が，成層圏循環の変化を経由して熱圏・電離圏に影響を及ぼしているという仮説を実証するための研究を実施した。2000年代以降は成層圏突然昇温が数多く発生したのに対して，1990年代には成層圏突然昇温はほとんど発生していない。このことから，近年の海氷減少との関連で，成層圏突然昇温とそれに伴う熱圏・電離圏変動に焦点を当てて解析を，大気圏―電離圏結合モデルによる数値シミュレーションにより実施した。北半球冬季に発生した成層圏突然昇温に伴い，移動性プラネタリー波が励起され中間圏・下部熱圏にまで伝播することが示された。さらに，成層圏突然昇温の影響は，反対半球(南半球)の成層圏・中間圏での東西風・温度変化を引き起こし，南半球での移動性プラネタリー波や大気重力波の活動度に影響することが明らかとなった。大気波動の変動は，中間圏のみならず熱圏にも影響することが明らかとなった。解析事例が少ないので，事例数を増やしてより定量的な見積もりを実施する必要性があることがわかった。下部熱圏領域での変動は，電離大気との相互作用(E層ダイナモ過程)を通じて電離圏に影響を及ぼすことが明らかとなった。熱圏・電離圏は，成層圏突然昇温などの下層大気の影響だけではなく，太陽活動の影響を強く受ける。そこで，太陽活動(今回は，中規模の地磁気嵐)の影響がどの程度なのかについての解析も実施した。2022年２月の地磁気嵐を事例に，数値シミュレーションにより調べた(この期間に成層圏突然昇温なし)。地磁気嵐に伴い熱圏大気密度は30～50％程度，子午面循環は5～10倍程度の変動が生じるのに対して，成層圏突然昇温に伴う熱圏変動は10％程度であることが示された。そのため，成層圏突然昇温などの下層大気の影響を見積もるためには，地磁気嵐の影響をどのように排除するかに注意して解析をする必要があることが改めて明らかとなった。

In recent years, the Arctic Ocean has been reduced, and the transformation of the stratigraphic cycle has been carried out by the influence of the thermal and ionizing cycles. Since the 2000s, there have been several sudden increases in the temperature of the formation, and in the 1990s, there have been sudden increases in the temperature of the formation. In recent years, the sea level has been decreasing, and the temperature of the stratigraphy has suddenly increased. The temperature of the stratigraphy has been increasing. The ionization range has changed. The focus has been analyzed. The combination of the ionization range and the stratigraphy has been implemented. In the Northern Hemisphere winter, the formation zone suddenly warms up, and the mobility wave is excited in the middle and lower thermal zones. In addition, the influence of sudden temperature rise of stratigraphy is opposite to that of east-west wind and temperature change in stratigraphy and intermediate range of hemisphere (southern hemisphere), and the influence of mobility of stratigraphy and gravity wave in southern hemisphere is obvious. A large fluctuation in the temperature field affects the temperature field. The number of analytical cases increases, and the number of quantitative cases increases. In the lower thermal domain, there is a large ionization interaction (E-layer process). The thermal and ionization cycles are reversed, and the stratosphere is suddenly heated, and the influence of the lower atmosphere is reduced, and the influence of solar activity is strengthened. The influence of solar activity (today's reverse, medium-scale geomagnetic haze) varies from degree to degree. In February 2022, the geomagnetic haze event occurred, and several values were adjusted. The geomagnetic haze is accompanied by a large gas density of 30 to 50% in the thermal zone, and the meridian plane circulation changes to a degree of 5 to 10 times. The sudden temperature rise of the stratified zone is accompanied by a change in the thermal zone to a degree of 10%. The sudden increase in the temperature of the formation and the influence of the lower layer of the atmosphere are necessary for the elimination of the influence of the geomagnetic haze.

项目成果

Unexpected space weather causing the reentry of 38 Starlink satellites in February 2022

• DOI: 10.1051/swsc/2022034
• 发表时间: 2022-12-23
• 期刊: JOURNAL OF SPACE WEATHER AND SPACE CLIMATE
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kataoka, Ryuho;Shiota, Daikou;Miyoshi, Yasunobu
• 通讯作者: Miyoshi, Yasunobu

Comparison of the tidal signatures in sporadic E and vertical ion convergence rate, using FORMOSAT-3/COSMIC radio occultation observations and GAIA model

使用FORMOSAT-3/COSMIC射电掩星观测和GAIA模型比较零星E潮汐特征和垂直离子收敛速度

• DOI: 10.1186/s40623-022-01637-y
• 发表时间: 2022
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Sobhkhiz-Miandehi Sahar;Yamazaki Yosuke;Arras Christina;Miyoshi Yasunobu;Shinagawa Hiroyuki
• 通讯作者: Shinagawa Hiroyuki

成層圏準2 年周期振動が引き起こす中間圏・下部熱圏の東西風変動について

平流层准两年期振荡引起的中层和低热层纬向风波动研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 菅田 凌生;三好 勉信
• 通讯作者: 三好 勉信

6-day oscillation in the thermosphere and ionosphere during the 2019 SSW event

2019 年 SSW 事件期间热层和电离层的 6 天振荡

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Tsuge;A. Kouchi;T. Hama;Y. Oba;S. Okuzumi;S.-i. Sirono;M. Momose;N. Nakatani;K. Furuya;T. Shimonishi;T. Yamazaki;H. Hidaka;Y. Kimura;K.-i. Murata;S. Tachibana;N. Watanabe;Y. Miyoshi and Y. Yamazaki
• 通讯作者: Y. Miyoshi and Y. Yamazaki

Clarification of Atmospheric Tidal Modes Appearing on Ionospheric Currents with Principal Component Analysis

用主成分分析澄清电离层流上出现的大气潮汐模态

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Takayama;A. Yoshikawa;and Y. Miyoshi
• 通讯作者: and Y. Miyoshi