GPS全電子数データを用いたプラズマ擾乱の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

日本国内において国土地理院によって展開されているGPS受信機網から得られた電離圏全電子数(Total Electron Content : TEC)データを用いて、地磁気擾乱時における中緯度電離圏のプラズマ密度擾乱の解析を進めた。まず、空間的に高密度のTECデータが得られている1999年以降の地磁気擾乱を選び出し、擾乱時の数日間とその前後の静穏時の数日間のTEC変動の比較を行った。平均的な電離圏TECのモデルとしてIRIモデルも用いて、地磁気擾乱によって引き起こされた電離圏TECの擾乱成分を明らかにした。その結果いくつかの地磁気擾乱時の夕方付近において電離圏TECが増大するDusk Enhancementと呼ばれる現象を確認した。この現象の物理的な機構を明らかにするためにTECの緯度分布の時間変化を詳細に解析した。そして、日本上空において緯度38度以南と以北ではTEC増大のメカニズムが異なることが明らかになった。低緯度側の領域では、ほぼ同時にTECが増大し、その増大量は低緯度ほど大きい。一方高緯度側の領域では高緯度から低緯度に向けて増大領域が伝搬していることが分かった。これは低緯度側のTECの増大は東向き電場の増加によって起こされる赤道異常の発達によるものと考えられ、高緯度側のTECの増大は極から赤道に向かう中性風によって、電離圏がプラズマの再結合率の低い高々度へ持ち上げられたために起こっていると考えられる。これら2つの増大機構の組み合わせにより、緯度差が10度程度しかない2地点においても、一方ではTECの増大がおこり、もう一方では減少が起こる事が確認された。従来のまばらな観測網で観測された一見、複雑なTECの変動が高密度な観測網による観測データによって、その物理過程を明らかに出来ることが示された。今後は擾乱時のプラズマ変動の詳細な構造の解析を進める予定である。