地球磁気圏における低周波波動と粒子の非線形相互作用について：複数衛星を用いた研究

关于地球磁层中低频波和粒子之间的非线性相互作用：使用多颗卫星的研究

• 批准号: 14J01637
• 负责人: 中村 紗都子
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01637/
• 关键词: プラズマ波動; EMIC波; 地球磁気圏; 内部磁気圏; 波動粒子相互作用; THEMIS衛星; Van Allen Probe

①THEMIS衛星のデータを用いて、EMICトリガード放射内部にサブパケットという周波数・振幅変動の微細構造を持つものがあることを発見した。各ステップがプラズマ波動方程式から導かれる振幅と周波数の非線形時間発展の関係式（EMICコーラス方程式）とよく一致すること、またその開始条件と飽和条件がプロトンのサイクロトロン共鳴の非線形発展によって説明できることを示した。②THEMIS衛星の2011-2014の４年間のデータを用いて、EMIC Rising tone, Falling tone に関する統計解析を行った。Rising-tone, Falling-toneは主に昼側磁気圏（R>5）で検出され、50%のEMICに周波数変動が含まれることがわかった。Rising-toneの発生頻度分布にはdawn-dusk非対称性があり、AE指数・太陽風動圧・IMFの南北成分に依存して分布が大きく変動することがわかった。また、振幅と周波数変動の大きさには正相関があり、大振幅のEMICはRising-toneからなっている可能性が高いことを示した。これらの結果を非線形成長理論によって考察を行い、昼夜非対称性・dawn-dusk非対称性・サブパケットの有無に関して非線形成長メカニズムを用いて説明できることを示した。③Van Allen Probes衛星の磁場・粒子データを用いて、EMICトリガード放射の発生に合わせてMeV帯電子のフラックスがおよそ30%減少していることを明らかにした。またフラックスの減少が見られる電子のエネルギー帯とEMICトリガード放射の周波数帯に関係があることも示し、この関係は相対論的サイクロトロン共鳴エネルギーとよい一致を見せることを確かめた。以上の結果は国内学会で発表し優秀発表賞を受賞した。

①THEMIS satellite's transmission and transmission, EMIC's transmission and transmission, frequency, amplitude and fine structure. The relationship between the amplitude and the non-linear time development of the number of cycles (EMIC equation) and the starting conditions and saturation conditions of the resonance are shown. (2) Statistical analysis of THEMIS satellite data from 2011 to 2014, EMIC Rising Tone, Falling Tone Rising-tone, Falling-tone is the main magnetic field (R>5), and 50% of EMIC frequency changes are included. Rising-tone occurrence frequency distribution is asymmetrical, AE index, solar wind pressure, IMF north-south component dependence distribution is large, dynamic distribution is large. The amplitude of the EMIC is higher than the frequency of the EMIC. The results of this study are as follows: (1) The theory of non-linear formation is investigated in the middle of the day and night, and (2) The theory of non-linear formation is illustrated in the middle of the day and night. 3. The magnetic field of Van Allen Probes satellite, particle emission, EMIC emission and emission are reduced by 30%. The relationship between the frequency band of the electron and the frequency band of the EMIC emission is consistent with the relationship between the frequency band of the electron and the frequency band of the EMIC emission. The above results were rewarded by the Chinese Academy of Sciences for outstanding performance.

项目成果

Nonlinear wave growth theory of coherent hiss emissions in the plasmasphere

• DOI: 10.1002/2015ja021520
• 发表时间: 2015-05
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: Y. Omura;Satoko Nakamura;C. Kletzing;D. Summers;M. Hikishima

Sub-packet structures in the EMIC triggered emission observed by the THEMIS prorobes

THEMIS 探针观察到的 EMIC 触发发射中的子包结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Nakamura. S;Y. Omura;M. Shoji;D. Summers;M. Nose
• 通讯作者: M. Nose

THEMIS observations of EMIC triggered emissions in dayside magnetosphere outside the plasmapause

THEMIS 对 EMIC 的观测触发了等离子体层顶外的日侧磁气层的发射

• 发表时间: 2015
• 作者: Summers;D.;Y. Omura;S. Nakamura;and C. A. Kletzing;Takashi Sato;礒橋藍;Nakamura Satoko
• 通讯作者: Nakamura Satoko