極域電離圏プラズマ対流の定量的モデルとその宇宙天気予報への応用

高緯度電離圏プラズマ対流の形状は、電磁気圏の外を流れる太陽風のもつ磁場の向きと大きさ、またサブストームの相により大きく変化する。本年度の研究では、前者の寄与によるプラズマ対流の高精度2次元分布モデル構築の基礎を確立し、宇宙天気予報への応用の見通しを得た。具体的には、(1)Dynamics Explorer 2号の衛星データの統計解析によるプラズマ対流の種々のパラメタと太陽風パラメタとの関係の導出、(2)極域全域にわたる対流の2次元分布モデルの構築に最適な方法論の確定、(3)対流モデル高精度化に向けたモデル調整アルゴリズムの開発を完了した。(1)は、太陽風に直交する面の磁場の大きさが電離圏極冠域で生じる2つのプラズマ対流渦の場所を決める重要なパラメタであることをはじめて明らかにしたことを含む。この発見およびそれに対する太陽風・磁気圏相互作用の観点からの解釈について、2本の論文として出版した。(2)に関しては、電離圏のプラズマの流れと等価となる静電ポテンシャル分布のゼロ値の場所とピークの値および場所のパラメタを用いることにより2次元プラズマ対流がモデル化可能であることが分かった。(3)については、モデル化されたプラズマ対流が電離圏に作る電流およびその電流が地上に引き起こす磁場変動を計算し、その計算結果の情報をプラズマ対流の分布にフィードバックさせ、モデルの制度をあげるアルゴリズムを構築した。

高緯度電離圏プラズマ対流の形状は、電磁気圏の外を流れる太陽風のもつ磁場の向きと大きさ、またサブストームの相により大きく変化する。本年度の研究では、前者の寄与によるプラズマ対流の高精度2次元分布モデル構築の基礎を確立し、宇宙天気予報への応用の見通しを得た。具体的には、(1)Dynamics Explorer 2号の衛星データの統計解析によるプラズマ対流の種々のパラメタと太陽風パラメタとの関係の導出、(2)極域全域にわたる対流の2次元分布モデルの構築に最適な方法論の確定、(3)対流モデル高精度化に向けたモデル調整アルゴリズムの開発を完了した。(1)は、太陽風に直交する面の磁場の大きさが電離圏極冠域で生じる2つのプラズマ対流渦の場所を決める重要なパラメタであることをはじめて明らかにしたことを含む。この発見およびそれに対する太陽風・磁気圏相互作用の観点からの解釈について、2本の論文として出版した。(2)に関しては、電離圏のプラズマの流れと等価となる静電ポテンシャル分布のゼロ値の場所とピークの値および場所のパラメタを用いることにより2次元プラズマ対流がモデル化可能であることが分かった。(3)については、モデル化されたプラズマ対流が電離圏に作る電流およびその電流が地上に引き起こす磁場変動を計算し、その計算結果の情報をプラズマ対流の分布にフィードバックさせ、モデルの制度をあげるアルゴリズムを構築した。