A proposal and validation of a new space plasma observation method "Drift Echo Monitor"

新型空间等离子体观测方法“漂移回波监测器”的提出与验证

• 批准号: 21K13978
• 负责人: 中村 紗都子
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13978/
• 关键词: 磁気圏; プラズマ物理; 放射線帯; プラズマ波動

あらせ衛星、Van Allen Probes衛星、THEMIS衛星、また地上磁場観測データを使用して、本研究課題で提案した「磁気圏電子ドリフトエコー」が検出されたイベントを100例以上抽出した。これらは1分スケールで放射線帯電子（500 keV - 2 MeV）が急減したのちエネルギー分散が見られるもので、特にEMIC波動による粒子散乱が疑われるものに焦点をあてている。これらのイベントを仕分けし、EMIC波動との同時性や複数衛星での同時検出の有無、EMIC発生領域からの距離や地磁気活動度との関連を調べた。多くは地磁気擾乱時に昼側外部磁気圏で発生していることが示唆され、放射線帯電子を10%程度減少させていることがわかった。またこれらのイベント検出の経験から、３次元フラックスデータからドリフトエコーを自動抽出するプログラムを開発し、ドリフトエコーの時空間スケールとその時間発展を定量評価できるようにした。ドリフトエコーの時空間スケールは電子散乱の発生領域の広さと、ドリフトエコーの長さは電子散乱が効果的に発生したエネルギー範囲を、また時間発展はドリフト周回中の第三断熱不変量の破れによる粒子拡散の効果を示している。本年度は統計解析に向けたイベントの収集を終え、その磁気圏内での位置分布や磁気擾乱度との相関関係を調べている。以上の結果は論文にまとめるとともに、国際学会での招待講演などで広く発表している。

使用千层卫星，范·艾伦探针卫星，主卫星和地面磁场观察数据，我们提取了100多个事件，其中检测到该研究主题中提出的“磁层电子漂移回声”。这些结果表明，在辐射带电子（500 keV -2 MeV）突然降低后，能量分散在1分钟的范围内，并且特别集中在涉嫌由于EMIC波引起的粒子散射的辐射带电子（500 KEV -2 MEV）。对这些事件进行了分类，并研究了同时的EMIC振动之间的关系，无论是否在多个卫星上同时检测到它们，距离EMIC生成区域的距离和地磁活动水平。有人提出，大多数病例发生在地磁干扰期间白天的外部磁层中，发现辐射带电子的减少约10％。此外，根据事件检测的这些经验，我们开发了一个程序，该程序自动从三维通量数据中提取漂移回声，从而可以定量评估漂移回声的时空尺度及其时间演变。漂移回波的时空尺度显示了所产生的电子散射的范围，并且漂移的长度显示了电子散射有效产生的能量范围，并且时间演化显示了由于漂移轨道期间第三次绝热不变的破裂而导致的粒子扩散效果。今年，我们已经完成了用于统计分析的事件的集合，并正在研究磁层内的位置分布以及与磁干扰水平的相关性。上述结果总结在论文中，并在国际会议上被邀请的演讲中广泛提出。

项目成果

Latitudinal dependence of ground VLF transmitter wave power in the inner magnetosphere

• DOI: 10.3389/fspas.2023.1135509
• 发表时间: 2023-02
• 作者: Z. Xia;Lunjin Chen;W. Gu;R. Horne;Y. Miyoshi;Y. Kasahara;A. Kumamoto;F. Tsuchiya;Satoko Nakamura-Sat

Asymmetric Distributions of Auroral Kilometric Radiation in Earth's Northern and Southern Hemispheres Observed by the Arase Satellite

• DOI: 10.1029/2022gl099571
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: F. Xiao;Jiawen Tang;Sai Zhang;Qinghua Zhou;Si Liu;Yihua He;Qiwu Yang;Y. Kasahara;Y. Miyoshi-Y.-M

Progress of Japan's action against extreme space weather

日本应对极端太空天气的行动进展

• 发表时间: 2022
• 作者: Kitamura N.;Shoji M.;Nakamura S.;Kitahara M.;Amano T.;Omura Y.;Hasegawa H.;Boardsen S. A.;Miyoshi Y.;Katoh Y.;Teramoto M.;Saito Y.;Yokota S.;Hirahara M.;Gershman D. J.;Giles B. L.;Russell C. T.;Strangeway R. J.;Ahmadi N.;Lindqvist P.‐A.;Ergun R. E.;Fuseli;中村 紗都子
• 通讯作者: 中村 紗都子

Statistical Study of Approaching Strong Diffusion of Low-Energy Electrons by Chorus and ECH Waves Based on In Situ Observations

• DOI: 10.1029/2022ja030269
• 发表时间: 2022-03-01
• 期刊: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Fukizawa, M.;Sakanoi, T.;Jun, C. -W.
• 通讯作者: Jun, C. -W.

Using Van Allen Probes and Arase Observations to Develop an Empirical Plasma Density Model in the Inner Zone

• DOI: 10.1029/2022ja031012
• 发表时间: 2023-03-01
• 期刊: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Hartley，D. P.;Cunningham，G. S.;Matsuoka，A.
• 通讯作者: Matsuoka，A.