GPS全電子数データを用いたプラズマ擾乱の研究

GPS受信機網データ、MUレーダー・データ、アイオノゾンデ・データを用いて日本周辺中緯度電離圏の擾乱構造の研究を進めた。前年度に引き続き、国土地理院によって運用されている高密度GPS受信機網GEONETから得られる電離圏全電子数を用いて、地磁気擾乱時昼間における電離圏の擾乱の解析を行った。その結果、2000年2月の地磁気擾乱時において、高緯度から伝播してくる中性大気風による電離圏全電子数の上昇と低緯唇側で同時に起こる東向き電場による電離圏全電子数の上昇の関連を捉えた。ここで用いたGPSによる観測データは高度20,000kmのGPS衛星高度から地上観測点までの電子密度の積分量であるため、このような全電子数の上昇がどの高度で起こっているかについて観測的手がかりはない。そこで、電離圏の電子密度の高度分布とイオン速度を測定することのできるMUレーダーのデータをGPS受信機網による広範囲の水平2次元の観測データとあわせることで擾乱時における電離圏の変動の物理過程を明らかにした。その結果、水平方向構造の変動から推定された、南向き中性風によって電離大気が再結合率の低い高高度へ持ち上げられ電離圏全電子数の増大を起こしているという解釈が妥当であることが確認された。また、夜間の擾乱時の電離圏変動についても同様の解析を行い、昼と夜の物理過程の違いを解明した。さらに、時間分解能30秒、空間分解能20kmという電離圏観測手段としては高解像度であるGEONETの電離圏全電子数データを用いて、擾乱時の電離圏の構造がカオス的な振る舞いをしていることの定量的評価も、大規模な電離圏擾乱の解析とあわせて進めた。

GPS受信機網データ、MUレーダー・データ、アイオノゾンデ・データを用いて日本周辺中緯度電離圏の擾乱構造の研究を進めた。前年度に引き続き、国土地理院によって運用されている高密度GPS受信機網GEONETから得られる電離圏全電子数を用いて、地磁気擾乱時昼間における電離圏の擾乱の解析を行った。その結果、2000年2月の地磁気擾乱時において、高緯度から伝播してくる中性大気風による電離圏全電子数の上昇と低緯唇側で同時に起こる東向き電場による電離圏全電子数の上昇の関連を捉えた。ここで用いたGPSによる観測データは高度20,000kmのGPS衛星高度から地上観測点までの電子密度の積分量であるため、このような全電子数の上昇がどの高度で起こっているかについて観測的手がかりはない。そこで、電離圏の電子密度の高度分布とイオン速度を測定することのできるMUレーダーのデータをGPS受信機網による広範囲の水平2次元の観測データとあわせることで擾乱時における電離圏の変動の物理過程を明らかにした。その結果、水平方向構造の変動から推定された、南向き中性風によって電離大気が再結合率の低い高高度へ持ち上げられ電離圏全電子数の増大を起こしているという解釈が妥当であることが確認された。また、夜間の擾乱時の電離圏変動についても同様の解析を行い、昼と夜の物理過程の違いを解明した。さらに、時間分解能30秒、空間分解能20kmという電離圏観測手段としては高解像度であるGEONETの電離圏全電子数データを用いて、擾乱時の電離圏の構造がカオス的な振る舞いをしていることの定量的評価も、大規模な電離圏擾乱の解析とあわせて進めた。