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電磁流体力学による太陽活動の統合シミュレーション

利用磁流体动力学综合模拟太阳活动

基本信息

批准号：
16340058
负责人：
柴田一成
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、近未来の「宇宙天気予報」の基礎を築くという観点から、太陽内部における磁束浮上からフレア・コロナ質量放出、惑星間衝撃波まで含む太陽活動統合コードの開発を目的としている。平成16年度は、3年計画の初年度として、各階層の物理の解明と数値モデリングに関する研究を推進し、以下のような成果を得た。(1)浮上磁場における磁気的レイリーテイラー不安定性によるフィラメント構造の発生、および、それに伴う磁気リコネクション(Isobe et al.(2005)Nature,434、478):地球シミュレータを用いて、浮上磁場の史上最高の解像度の3次元電磁流体数値シミュレーションを行い、浮上磁場が自発的に筋状(フィラメント状)の構造を作ることを発見した。筋状構造は、浮上磁場の上部に形成された高密度層(上部が高密、下部が低密となる密度の逆転層)における磁気的レイリーテイラー不安定性が原因で発生する。また、これにともなって微細な電流シートが形成され、間欠的なリコネクションやフィラメント状のジェット噴出などが起こることもわかった。以上は、観測されている浮上磁場の筋状構造や微細フレアによる突発的なコロナ加熱を良く説明する。この成果はNatureに掲載され、新聞などのメディアでも広く報道された。(2)フレア、コロナ質量放出、および、付随する電磁流体衝撃波の数値モデリングとEIT波への応用(Chen et al.(2004),ApJ,622,1202):フレア、コロナ質量放出の数値モデリング研究の副産物として、近年、極紫外線望遠鏡(EIT)観測で発見され、その正体が謎であったEIT波の数値モデルを作るのに成功した。(3)コードの検証に必要となる、リコネクション厳密解の安定性解析(Hiroseら)、フレア観測データ解析(SakajiriらTakasakiら,Asaiら)などにおいても成果を得た。

This study aims to establish the foundation of "cosmic weather forecast" in the near future, including the development of solar activity integration, magnetic beam floating upward, mass emission, and interplanetary shock wave. In 2016, the first year of the three-year plan, the research on physical solutions at various levels was carried out, and the following results were achieved. (1)Magnetic field instability due to floating magnetic field and structure development due to magnetic field instability (Isobe et al. (2005)Nature,434, 478): The highest resolution three-dimensional electromagnetic fluid numerical value in the history of the earth's floating magnetic field, the highest resolution in the history of the floating magnetic field, and the discovery of the structure of the floating magnetic field. The ribbon-like structure forms a high density layer in the upper part of the floating magnetic field (high density layer in the upper part and low density layer in the lower part), which causes the instability of magnetic field. A fine current is formed in the middle of the air, and a fine current is formed in the middle of the air. The above-mentioned measurements show that the rib structure of the floating magnetic field and the sudden heating of the magnetic field are well explained. The results were published in Nature, News and Media. (2)The numerical values of electromagnetic fluid shock waves due to mass emission, mass emission, and response (Chen et al. (2004),ApJ,622,1202): By-products of the study of mass emission from ultraviolet radiation have been discovered in recent years by the Extreme Ultraviolet Telescope (EIT). (3)The stability analysis (Hirose) and the test results (Sakajiri Takasaki,Asai) of the test results are obtained.