人工衛星と地上大型レーダーによる雷放電と電離圏擾乱現象の電気的結合の解明

利用卫星和大型地面雷达阐明闪电放电与电离层扰动现象之间的电耦合

• 批准号: 07J00631
• 负责人: 足立 透
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00631/
• 关键词: 雷放電; 電離圏; スプライト; エルブス; MUレーダー; ISUAL; VLF; 大気電気; 電離圏擾乱現象; FORMOSAT-2; MU; EAR

雷放電による対流圏・電離圏間結合を明らかにするため、地上・衛星観測と数値シミュレーションによる統合研究を行った。まず、京都大学MUレーダーとVLF帯電磁場センサーの同時観測データを詳細に解析した。その結果、2008年8月23日の夜間22:05-22:07(LT)に4つの雷放電が発生し、それに1対1で対応する電離圏エコーを発見した。他のレーダー観測レンジに同様のシグナルが確認されないことから、本データは電離圏プラズマによる真のエコーと考えられ、雷放電による下部電離圏擾乱の存在が観測的に示された。さらに、対流圏・電離圏電磁結合を理論的に検証するため、米国・スタンフォード大学にて準静電場モデルや電磁パルスモデルによる数値シミュレーションに取り組んだ。これらのモデルを用いて、雷雲活動の時間スケール・電荷量が超高層大気に及ぼす影響を詳細に調べ、実観測結果と精密に比較した。その結果、静電場・電磁パルスが広範囲に渡って超高層大気を電離することが確かめられた。しかしながら、その電離度はMUレーダーが強いエコーを観測するには弱く、大規模な静電場・電磁波中に生じる微細なプラズマ構造の存在を併せて考慮する必要が示された。さらに、電離層F領域の鉛直・緯度構造を広域に渡って明らかにするため、FORMOSAT-2/ISUALによる630-nm大気光観測を実施した。この観測によって真夜中の地理赤道に極めて明るい大気光が見出され、夜間熱圏風によって作られるMTMなどの局所構造との関連性が示された。現在のところ、MTMは数値モデルでうまく再現されていないため、本研究結果は地理赤道における大気光のさらなる観測の必要性を迫るものとなった。

The research on the combination of terrestrial and satellite measurements and data analysis was carried out. Detailed analysis of electromagnetic field and simultaneous measurement of VLF at MU, Kyoto University As a result, on August 23, 2008, at 22:05 - 22:07 pm (LT), 4 thunderstorms occurred and 1 pair of ionization rings occurred. He is the first to detect the presence of the lower ionization zone disturbance. In this paper, the theory of electromagnetic combination of current and ionization is proved, and the numerical value of quasi-electrostatic field is selected. The time of thundercloud activity, the amount of electric charge, the influence of super-high temperature, and the precision of measurement results are carefully adjusted. As a result, electrostatic field, electromagnetic field and high voltage ionization are very common. The ionization degree of MU is strong and weak, and the existence of fine structures in large-scale electrostatic fields and electromagnetic waves is necessary. The vertical and latitudinal structures of the ionospheric F domain were measured in the 630-nm range of FORMOSAT-2/ISUAL. The relationship between the structure of the solar system and the solar system is shown in this paper. The results of this study show that the necessity of measuring the temperature of the earth and the temperature of the earth is very important.

项目成果

VLF帯電波観測網による東南アジア域の雷・電離圏活動モニタリング

利用甚低频无线电波观测网络监测东南亚闪电和电离层活动

• 发表时间: 2008
• 期刊: 第21回大気圏シンポジウム原稿集 21
• 作者: 足立 透;大矢 浩代;土屋 文紀;高橋 幸弘
• 通讯作者: 高橋 幸弘

FORMOSAT-2/1SUALで観測された630nm大気光の鉛直・水平空間構造

FORMOSAT-2/1SUAL观测到的630nm气辉的垂直和水平空间结构

• 发表时间: 2007
• 作者: 足立 透;ほか
• 通讯作者: ほか

FORMOSAT-2/ISUAL観測によって得られたスプライトの電気力学過程

FORMOSAT-2/ISUAL观测所得子画面的电动力学过程

• 发表时间: 2007
• 作者: 足立 透;ほか
• 通讯作者: ほか

Possible VHF radar echoes in the lower ionosphere associated with lightning discharges : Preliminary results

低电离层中可能出现与闪电放电相关的甚高频雷达回波：初步结果

• 发表时间: 2009
• 作者: Adachi;T.;et al.
• 通讯作者: et al.

Correlated optical and radio signatures in sprite-producing lightning

精灵生成闪电中的相关光学和无线电特征

• 发表时间: 2008
• 作者: Adachi;T.;et al.
• 通讯作者: et al.