グローバルMHDシミュレーションを用いた電離圏における3次元電流分布の導出

使用全局 MHD 模拟推导电离层中的三维电流分布

• 批准号: 17740322
• 负责人: 中田 裕之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740322/
• 关键词: 磁気圏電離圏結合; 磁気圏; 電離圏; 電気ポテンシャル; 沿磁力線電流; 3次元電流系; 宇宙天気予報; グローバルMHDシミュレーション

これまで行われてきた地球磁気圏のグローバルMHDシミュレーションでは、電離圏は2次元の薄層として扱われていたため、その3次元構造を調べることはできなかった。そこで本研究では、電離圏を3次元に拡張したグローバルMHDシミュレーションコードを開発し、電離圏における電気ポテンシャル・電流の3次元分布が、磁気圏の変動と共にどのように変化するかを調べることを目的とした。昨年度までにシミュレーションコードの開発は終了し、今年度は当研究の最終年度でもあることから、さまざまな太陽風パラメータに対してシミュレーションを行い、電離圏の3次元ポテンシャル分布・電流分布を導出し、その変動について調べた。その計算結果による成果として、電流の発散分布の変動があげられる。電離圏が均質な場合には、沿磁力線電流はPedersen電流と閉じるが、不均質な場合には、Hall電流とも閉じることが理論的に明らかになっている。本研究は実際にそのような電流の発散分布が得られることを数値的に明らかにした。特に、Harang discontinuityやカスプなどの様に電気伝導度分布が複雑なところでは非常に大きな電流の発散がみられ、Hall電流が電流系を閉じることに大きな寄与をしていることが明らかになった。これらの結果は、Asia Oceania Geosciences Society 2007 meeting等の学会で報告した。また、今回開発したシミュレーションコードは、現在有志により進められている統合型シミュレーションコードに組み込むことが予定されており、磁気圏だけでなく、中性大気など他の領域と結合させたシミュレーションに向けて開発が進められている。このような他の研究との協調を進めることができたことは、本研究が有意義なものであったと考えている。

The earth's magnetic field is divided into two parts: the first part is the MHD, the second part is the ionization, and the third part is the structure. Therefore, the purpose of this research is to develop a 3D planar MHD simulator for the ionization ring, to adjust the 3D distribution of electrical current and current in the ionization ring, and to vary the variation and variation of the magnetic field. The development of the solar system has been completed in the past year, and the solar system has been adjusted in the last year of the study. The three-dimensional distribution of the ionization field and the current distribution have been derived. The calculation results show that the dispersion distribution of current varies greatly. Ionization is homogeneous, along the magnetic field line current is Pedersen current is closed, inhomogeneous, along the magnetic field line current is closed, along the magnetic In this study, the current dispersion distribution is obtained. Special, Harang discontinuity, and the distribution of electrical conductivity, and the distribution of electrical conductivity. Asia Oceania Geosciences Society 2007 meeting. In this paper, the author discusses the development of the integrated model of the system, and points out that it is necessary to set up a system of the system. This study is meaningful.

项目成果

The Three-Dimensional Current Distribution Determined by the Global MHD Simulation

全局 MHD 仿真确定的三维电流分布

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Hirahara;I. Shinohara;N. Terada;Y. Miyoshi;and T. Mukai;Nakata et al.;Hiroyuki Nakata;中田裕之;Hiroyuki Nakata
• 通讯作者: Hiroyuki Nakata

Three-Dimensional Distributions of Ionospheric Electric Potentials Deter mined by a Global MHD simulation

通过全球 MHD 模拟确定的电离层电势的三维分布

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Hirahara;I. Shinohara;N. Terada;Y. Miyoshi;and T. Mukai;Nakata et al.;Hiroyuki Nakata
• 通讯作者: Hiroyuki Nakata

グローバルMHDシミュレーションで導出した電離圏ポテンシャル3次元分布

全球MHD模拟得出的三维电离层电位分布

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Hirahara;I. Shinohara;N. Terada;Y. Miyoshi;and T. Mukai;Nakata et al.;Hiroyuki Nakata;中田裕之
• 通讯作者: 中田裕之

Observations of equatorial plasma bubbles using broadcast VHF radio waves

使用广播甚高频无线电波观测赤道等离子体气泡

• 发表时间: 2005
• 期刊: Geophysical Research Letters Vol.32
• 作者: M. Hirahara;I. Shinohara;N. Terada;Y. Miyoshi;and T. Mukai;Nakata et al.
• 通讯作者: Nakata et al.