高時間分解能の地上・衛星同時観測で解き明かす脈動オーロラの階層的周期構造の起源

通过高时间分辨率地面和卫星观测揭示了脉动极光的分层周期性结构的起源

• 批准号: 20J12913
• 负责人: 川村 勇貴
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12913/
• 关键词: 脈動オーロラ; Pulsating aurora

脈動オーロラ(Pulsating Aurora: PsA)は、数秒から数十秒の変化(主脈動)の上に秒以下の細かい変動(内部変調)が重畳した階層的周期構造を有するディフーズオーロラの一種である。本研究では、複数地点に設置された高速光学観測機器を用いて、PsA の階層的周期構造の制御機構について議論する。本研究においては、上述の 4 地点において同時に活発な PsA が観測された 2018 年 3 月 15 日 00:30 -01:30 UT のイベントを解析に用いた。周波数解析の結果、主脈動の大部分は 4-8 秒であり、内部変調の周波数は 3 Hz に集中していた。また、全体の 43% が内部変調を有しており、その割合は高緯度側ほど低くなる傾向にあることも分かった。上記の結果を踏まえて、PsA の階層的周期構造の制御機構を議論するために、PsA 電子の磁気圏-電離圏間の移動時間を考慮に入れた上での PsA の時間変化の再現を行った。再現結果から、PsA 電子のエネルギーの多様性に起因する移動時間の分散が内部変調の速い変化を潰していることが示された。上述の結果から、PsA の階層的周期構造は磁気圏でのコーラス波動の強度変調を直接反映したものではなく、PsA 電子の磁気圏-電離圏間の移動時間の分散が加わって形成されていることが明らかとなった。この移動時間の分散は、PsA 電子のエネルギーに依存しており、仮にエネルギーの高い電子のみが PsA に寄与している場合には、分散の効果は小さくなり、内部変調が明確になることが予想される。このように、PsA 電子のエネルギーの多様性が、階層的周期構造を形成する上で、重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに、この結果は内部変調の明確さが PsA 電子のエネルギーの指標として有用であることを示している。

Pulsating オ ー ロ ラ (Pulsating Aurora: PsA) は, few seconds か ら tens of seconds の variations change (main pulse) の に seconds on the following の fine か い - move (internal - adjustable) が heavy 畳 し た class cycle structure を have す る デ ィ フ ー ズ オ ー ロ ラ の a で あ る. This study で は, plural place に set さ れ た high-speed optical 観 を measuring machine with い て, PsA cycle structure の の class royal institution に つ い て comment す る. This study に お い て は, the locations of the above の 4 に お い て live at the same time に 発 な PsA が 観 measuring さ れ た 00:30 on March 15, 2018-01:30 UT の イ ベ ン ト を parsing に with い た. The <s:1> results of frequency analysis, the majority of the main pulsation <s:1> of 4 to 8 seconds であ であ, and the <s:1> frequency of the internal modulation <s:1> of 3 Hz に are concentrated in <s:1> て た た た た. ま た, internal - all の 43% が を have し て お り, そ の cut close は high latitudes side ほ ど low く な る tendency に あ る こ と も points か っ た. Written の results を tread ま え て, PsA cycle structure の の class royal institution を comment す る た め に, PsA electronic magnetic 気 の sha-lu - ionization sha-lu の between mobile time を consider に into れ た on で の PsA の time line - turn の reappear を っ た. Reproduce the results か ら, PsA electronic の エ ネ ル ギ ー の multiple others cause に す る mobile time scattered の が internal - adjustable い の speed variations change を collapse し て い る こ と が shown さ れ た. The results の か ら の class, PsA cycle structure は magnetic 気 sha-lu で の コ ー ラ ス の intensity fluctuations - adjustable を directly reflect し た も の で は な く, PsA electronic magnetic 気 の sha-lu - ionization sha-lu の between movement time scattered の が わ っ て form さ れ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の mobile time の dispersion は, PsA electronic の エ ネ ル ギ ー に dependent し て お り, 仮 に エ ネ ル ギ ー の high い electron の み が PsA に send し て い る occasions に は, scattered の unseen small fruit は さ く な り, internal - が clear に な る こ と が to think さ れ る. こ の よ う に, PsA electronic の エ ネ ル ギ ー が の others more sex, class of periodic structure を form す る で, important な "を cut fruit た し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, こ の results は internal - adjustable の clear さ が PsA electronic の エ ネ ル ギ ー の index と し て useful で あ る こ と を shown し て い る.

项目成果

Estimation of the emission altitude of pulsating aurora using the five-wavelength photometer

• DOI: 10.1186/s40623-020-01229-8
• 发表时间: 2020-07-10
• 期刊: EARTH PLANETS AND SPACE
• 影响因子: 3
• 作者: Kawamura, Yuki;Hosokawa, Keisuke;Fujii, Ryoichi
• 通讯作者: Fujii, Ryoichi

Spatial distribution of pulsating aurora with/without internal modulation

有/无内部调制的脉动极光的空间分布

• 发表时间: 2020
• 作者: Kawamura;Y.;K. Hosokawa;S.-I. Oyama;Y. Miyoshi;Y. Ogawa;S. Kurita;S. Ebukuro;R. Fujii
• 通讯作者: R. Fujii