地上磁力計と衛星・レーダー観測に基づく磁気嵐時の大規模電場の形成過程に関する研究

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昨年度に引き続き、磁気嵐における過遮蔽電流系の時間・空間発展を明らかにすることを目的として、高緯度から磁気赤道にわたるグローバルな地上磁場変動の統計解析を、昨年度より厳密な基準に基づき行った。その結果、11例において中緯度で明瞭な過遮蔽電流が観測され、その継続時間は平均80分であった。一方、赤道電離圏電流は、全ての事例において中緯度より長い継続時間(平均259分)を示した。この結果は、赤道電離圏電流が数10分の時定数を持つ過遮蔽電場だけでなく、数時間-数10時間の時定数を持つ電離圏擾乱ダイナモによっても作られていることを示唆している。本研究の結果は、中緯度と赤道における電離圏電流の時定数を互いに比較すれば、過遮蔽電場の時定数の同定と、その電場と電離圏擾乱ダイナモ電場との分離が可能であることを表している。さらに過遮蔽電流系の空間分布にも着目し、2次元的な電流パターンを調べた結果、中緯度において高緯度とは逆向きの2セル電流(中緯度過遮蔽電流)の全体像を初めて検出することに成功した。また、過遮蔽電場をもたらす領域2型沿磁力線電流(R2 FACs)の出現緯度が平均58度であり、サブストーム時(平均62度)[Hashimoto et al.,2011]より低緯度側にあることが分かった。これはR2FACsが、磁気嵐時にはより地球の近くで発達することを示唆している。また名古屋大学の中溝葵氏らが進めている電離圏全球ポテンシャルソルバの開発において、観測面から知識を提供した。このソルバが完成すれば、地上磁場変動から推定した電離圏電流の解釈に理論的裏付けを与えることが可能となる。