Application of QZSS-TEC for seismology, volcanology, and upper atmospheric physics

QZSS-TEC 在地震学、火山学和高层大气物理学中的应用

• 批准号: 20K04120
• 负责人: 日置 幸介
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04120/
• 关键词: 福徳岡の場; フンガトンガ; プリニー式噴火; QZSS; TEC; 大気モード; ラム波; 電離圏擾乱; マルチＧＮＳＳ; ＴＥＣ; スポラディックＥ; レバノン爆発; 内部重力波; 津波地震; 準天頂衛星システム; 電離圏全電子数; 地震マグニチュード; 火山噴火; 地震前兆

本研究の主な目的は、従来の見かけ位置が移動するGPS等のGNSS（全球航法衛星システム）に代わる、見かけ位置が静止または一定時間静止する静止軌道や準天頂軌道に打ち上げられたGNSS衛星を観測することによって、従来難しかった電離圏擾乱の時間変化と空間変化の分離を実現しようとするものである。その効能が多く発揮される事例が、火山噴火にともなう電離圏擾乱である。本研究では、2021年８月に発生した福徳岡の場の噴火で生じた大気自由振動（大気モード）、および2022年１月に発生したトンガ海底火山の噴火で生じた大気ラム波とそれに伴う電離圏擾乱を、QZSSやBDSを用いて電離圏全電子数（TEC）の変動としてとらえた。その結果前者については、初めて大気モードを高調波を含めて４つの異なる周波成分を捉え論文発表した。また後者についてはラム波の通過に伴ってて日本列島で生じた顕著な電離圏擾乱を捉え、地表の大気圧観測と比較することによって、電離圏擾乱が地表のラム波より早く到達したことを初めて見出した。これらはすでに2022年に論文発表されており、両者ともに多く引用され始めている。さらに福徳岡の場の論文は、雑誌(Earth Planets and Space)から昨年のハイライト論文の一つとして取り上げられた。なお、トンガの噴火に関しては、福徳岡の場の噴火と同様に大気モードの励起が観測されているが、広域・長時間におよぶためまだ解析が続いている。トンガの噴火については、固体地球の自由振動の励起が地震計から確認されているが、地面振動が二次的に励起した大気モードが初めて観測されたのではと考えている。これは2023年度前半に論文としてまとめ、投稿する予定である。

The main purpose of this study is to realize the separation of GNSS satellites from geostationary orbit and quasi-zenith orbit for a certain period of time. There are many examples of volcanic eruptions and ionization disturbances. This study was initiated in August 2021 and January 2022 when the submarine volcanic eruption occurred, and the total electron number (TEC) of the ionization region was disturbed, QZSS, and BDS. As a result, the former has a high frequency and a low frequency, and the latter has a high frequency and a low frequency. The latter is due to the passage of the wave through the Japanese archipelago, the occurrence of ionisation disturbances, the detection of atmospheric pressure on the surface, and the comparison of ionisation disturbances with surface waves, which arrive early. This article is published in 2022. Today's Fukuoka field papers,(Earth Planets and Space) from last year's In the case of fire, the fire in the field of Fukuoka is similar to that in the case of large fire, the excitation in the field of Fukuoka is measured in the middle of the field, and the analysis in the long term is carried out in the middle of the field. The eruption of fire from the explosion, the excitation of the free vibration of the solid earth has been confirmed by the seismometer, and the secondary excitation of the ground vibration has been detected for the first time. The first half of 2023 is scheduled for submission.

项目成果

Harmonic ionospheric oscillation by the 2010 eruption of the Merapi volcano, Indonesia, and the relevance of its amplitude to the mass eruption rate

2010 年印度尼西亚默拉皮火山喷发引起的谐波电离层振荡及其振幅与大规模喷发率的相关性

• DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2020.107047
• 发表时间: 2020
• 期刊: J. Volcanol. Geothermal Res.
• 作者: Cahyadi;M. N.;R. W. Rahayu;K. Heki;Y. Nakashima
• 通讯作者: Y. Nakashima

Slow earthquake signatures in the ratio between acoustic and internal gravity wave amplitudes in coseismic ionospheric disturbances

同震电离层扰动中声波和内部重力波振幅之比的慢震特征

• 发表时间: 2021
• 作者: Heki;K and Takasaka Y
• 通讯作者: K and Takasaka Y

マルチGNSS-TEC法によるSporadic E層の観測とL5の活用

使用多GNSS-TEC方法观测零星E层并利用L5

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤本達也;日置幸介
• 通讯作者: 日置幸介

Indian Institute of Geomagnetism(インド)

印度地磁研究所（印度）

Ionospheric studies with Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)

利用准天顶卫星系统 (QZSS) 进行电离层研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Heki;K;Matsuhita;T;and Fujimoto;T
• 通讯作者: T