多点衛星観測データ解析に基づいた磁気嵐時環電流の発達と消失に関する研究

基于多点卫星观测数据分析的磁暴期间环流发展与消失研究

• 批准号: 18740309
• 负责人: 関 華奈子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740309/
• 关键词: 環電流; 磁気嵐; 内部磁気圏; プラズマ衛星観測; Kelvin-Helmholtz不安定; 酸素イオン

地球磁気圏のプラズマは、太陽風と電離圏の2つの供給源を持つ。これまで観測的には、0+やHe++などの重イオンの成分比を用いることで、この2つの供給源の寄与が研究されてきた。その結果、大きな磁気嵐時には、電離圏起源である0+イオンの環電流への寄与が、劇的に増加することが指摘されている。一方、もう1つの源である太陽風からプラズマシートへのプラズマ供給については、最近の研究から、北向きの惑星間空間磁場(IMF)が長く続いた後に磁気嵐が起こる場合に、低緯度境界層(LLBL)から侵入した高密度の太陽風プラズマが、環電流発達に寄与する可能性が指摘されている。本研究では、環電流への電離圏および太陽風起源プラズマの供給過程を調べるため、プラズマ輸送を考える上で鍵となる、磁気圏子午面観測データ(FAST衛星)、および、プラズマシート観測データ(GEOTAIL衛星)について統計解析用データベースを整備し、以下の課題について重点的に研究を行った。1.FAST衛星データを用いて環電流イオンのイオン種別の変動を調べた結果、磁気嵐時の内部磁気圏への0+イオンの供給には、太陽風動圧の変動が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2.更に、特徴的な分布関数形状(バンド構造)に着目し統計解析を行った結果、磁気嵐時主相には電離圏から内部磁気圏への0+イオンの直接供給が増加することが明らかとなった。3.FAST衛星によってサブストーム時に観測された広いエネルギーでの電子降下を調べた結果、この電子降下が異なる高度で加速された2つの成分から形成されていることが明らかとなった。4.北向きIMF時の太陽風侵入についてGEOTAIL衛星観測データと数値実験結果の比較を行った結果、KH不安定などによるLLBLでの乱流的な物質輸送が、濃いプラズマシート形成に重要な役割を果たしている可能性が示された。

The earth 's magnetosphere is プラズ and プラズ, and the solar wind is と. The ionizing sphere is プラズ and the supply source is を. に こ れ ま で 観 measured は, 0 + や He++ な ど の heavy イ オ ン の ingredients than を い る こ と で, こ の 2 つ の supply source の send and が さ れ て き た. そ の results, large き な magnetic 気 haze when に は, ionization sha-lu origin で あ る 0 + イ オ ン の ring current へ の mails and が, drama に raised plus す る こ と が blame さ れ て い る. Side, も う 1 つ の source で あ る solar wind か ら プ ラ ズ マ シ ー ト へ の プ ラ ズ マ supply に つ い て は, recent studies on の か ら, north き の planet long space between magnetic field (IMF) が く 続 い た に magnetic 気 after arashi が up こ に る occasions, low latitudes boundary layer (LLBL) か ら intrusion し た high-density の solar wind プ ラ ズ マ が, ring current 発 に sent with Youdaoplaceholder0 possibility が criticism されて る る. This study で は, ring current へ の ionization sha-lu お よ び origin of the solar wind プ ラ ズ マ provide の process を べ る た め, プ ラ ズ マ conveying を exam え る で on key と な る, magnetic 気 sha-lu meridian plane 観 measuring デ ー タ satellite (FAST), お よ び, プ ラ ズ マ シ ー ト 観 measuring デ ー タ (GEOTAIL satellite) に つ い て statistical parsing using デ ー タ ベ ー ス を servicing Youdaoplaceholder0. The key research areas of the following に topic に て て て て are the に research を lines った. 1. FAST satellite デ ー タ を with い て ring current イ オ ン の イ オ ン kind の - motion を べ た result, magnetic 気 haze の internal magnetic 気 sha-lu へ の 0 + イ オ ン の supply に は, sun pneumatic 圧 の - move important な が "を cut fruit た し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 2. More に, distribution of な 徴 masato number shapes (バ ン ド structure) に the mesh line し statistical parsing を っ た result, magnetic 気 haze main phase に は ionization sha-lu か ら internal magnetic 気 sha-lu へ の 0 + イ オ ン の supply が raised directly add す る こ と が Ming ら か と な っ た. 3. FAST satellite に よ っ て サ ブ ス ト ー ム when に 観 measuring さ れ た hiroo い エ ネ ル ギ ー で の electronic lowered を adjustable べ た results, こ の electronic lowered が different な る highly で accelerate さ れ た 2 つ の composition か ら form さ れ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 4. North き IMF の when the solar wind invades に つ い て GEOTAIL satellite 観 measuring デ ー タ と the numerical be 験 results の を line っ た results, KH instability な ど に よ る LLBL で の turbulence な material conveying が, thick い プ ラ ズ マ シ ー ト form important な に "を cut fruit た し て い が る possibility in さ れ た.

项目成果

Effect of solar wind variation on low-energy O+ populations in the magnetosphere during geomagnetic storms: FAST observations

地磁暴期间太阳风变化对磁层中低能 O 群体的影响：FAST 观测

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Geophysical Research 113(印刷中)
• 作者: 姚尭、関華奈子;他4名
• 通讯作者: 他4名

Particle and field characteristics of broadband electrons observed by the FAST satellite during geomagnetic storms: A multievent study

FAST 卫星在地磁暴期间观测到的宽带电子的粒子和场特征：多事件研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: J.Geophys.Res. 112(A06)
• 作者: Nakajima;A.;et. al.
• 通讯作者: et. al.

The secondary instability initiated by the three-dimensional nonlinear evolution of the Kelvin-Helmholtz instability

由开尔文-亥姆霍兹不稳定性的三维非线性演化引发的二次不稳定性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Geophysical Research (印刷中)
• 作者: Yosuke Matsumoto;Kanako Seki
• 通讯作者: Kanako Seki

Particle and field characteristics of broadband electrons observed by the FAST satellite during a geomagnetic storm

FAST卫星在地磁暴期间观测到的宽带电子的粒子和场特征

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Geophys. Res. 112,A06220
• 作者: Nakajima;A.;K. Shiokawa;K. Seki;R.J. Strangeway;J.P. McFadden;C.W. Carlson
• 通讯作者: C.W. Carlson