太陽放射の地球惑星環境への影響評価とその物理予測モデルの構築

评估太阳辐射对地球和行星环境的影响并建立物理预测模型

• 批准号: 22K03710
• 负责人: 渡邉 恭子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03710/
• 关键词: 太陽フレア放射; 地球電離圏; 宇宙天気; 数値計算モデル; 太陽放射; 電離圏

まず、本研究課題の1年目においては、特に太陽フレア放射の地球電離圏への影響について観測データを用いて検証を行い、その詳しい応答についてモデル化を行うための検討を行った。太陽フレア放射スペクトルは、現在研究代表者らが用いている数値計算モデル (Kawai et al., 2020) やFISM2 (https://lasp.colorado.edu/lisird/data/fism_flare_hr)、そしてSDO/EVEによる観測データを用いた。地球電離圏への影響については、情報通信研究機構 (NICT) が保有している地球電離圏の全電子数分布の時間変化の観測値や、デリンジャー現象の情報が得られるイオノゾンデのデータを用いた。NICTが開発した地球電離圏モデルGAIAに上記の太陽フレア放射スペクトルを入力し、電離圏における電子数高度分布の時間変化を各入力波長について求め、その結果を全電子数の観測値やイオノゾンデで観測されている最短反射周波数 (fmin) と比較を行った。9例のXクラスフレアからの放射を用いて導出した全電子数の変動について、GAIAの計算値と実際の観測値を比較したところ、全電子数の変動には35 nm以下の軟X線とEUV放射、特にX線と10 nmあたりにあるFeイオンのライン (Fe XVII, Fe XIX)、そして30.38 nmのHe IIのラインなどが、正しい全電子数の見積もりに大きな影響を及ぼしていることが分かった (Nishimoto et al., 2023)。また、GAIAの計算値を用いて電波の最短反射周波数を求め、それを実際に観測されたfmin値と比較したところ、現在はまだGAIAに導入されていない電離圏D層の太陽フレア放射への応答を、太陽フレアのX線放射を用いて擬似的に導入することで、デリンジャー現象の再現性が高まることが示された。

首先，在本研究主题的第一年中，我们使用观察到的数据验证了太阳火光辐射对地球电离层的影响，并检查了对模型的详细响应。使用主要研究者（Kawai等，2020），FISM2（https://lasp.colorado.edu/lisird/lisird/data/data/fism_flare_hr）（https：//lasp.colorado.edu/fism_hr）和sdo/eve，使用了太阳耀斑辐射谱（Kawai等，2020），FISM2（Kawai等，2020）和SDO/EVE。关于对地球电离层的影响，我们使用了来自日本信息与通信技术研究所（NICT）所有的Ionosonde的数据，以获取有关Dillinger现象的信息，并观察到了地球电离层中总电子数分布的观察值。上述太阳耀斑辐射光谱被输入到由NICT开发的地球电离层模型GAIA，并且计算了每个输入波长中电离层中电子高度分布的时间变化，并将结果与​​观察到的电子总数和最短的反射频率和最短的反射频率（FMIN）进行了比较。 Comparing the GAIA calculated values ​​with actual observed values ​​for the variation in total electron numbers derived using radiation from nine X-class flares, we found that soft X-rays and EUV radiation below 35 nm, especially the lines of X-rays and Fe ions around 10 nm (Fe XVII, Fe XIX), and He II lines at 30.38 nm had a major impact on the correct estimate of total electron numbers (Nishimoto et al., 2023）。 Furthermore, when calculating the shortest reflection frequency of radio waves using the calculated values ​​of GAIA and comparing it with the actual observed fmin value, it was shown that by simulating the response to solar flare radiation in the ionospheric D layer, which is not currently introduced into GAIA, using X-ray radiation from solar flares, the reproducibility of the Dillinger phenomenon can be improved.

项目成果

Reconstructing the XUV Spectra of Active Sun-like Stars Using Solar Scaling Relations with Magnetic Flux

利用太阳标度与磁通量的关系重建活跃类日恒星的 XUV 光谱

• DOI: 10.3847/1538-4357/acbe38
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Namekata Kosuke;Toriumi Shin;Airapetian Vladimir S.;Shoda Munehito;Watanabe Kyoko;Notsu Yuta
• 通讯作者: Notsu Yuta

Solar-C (EUVST)/The Solar Spectral Irradiance Monitor (SoSpIM) による宇宙天気研究

使用 Solar-C (EUVST)/太阳光谱辐照度监测仪 (SoSpIM) 进行空间天气研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉恭子;Harra Louise;Alberti Andrea;今田晋亮;原弘久;清水敏文;川手朋子;三好由純;西谷望;堀智昭;陣英克;垰千尋
• 通讯作者: 垰千尋

SOLAR-C/SoSpIMにおけるサイエンス

SOLAR-C/SoSpiIM 科学

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡邉恭子;他SOLAR-C/SoSpIMサイエンスチーム
• 通讯作者: 他SOLAR-C/SoSpIMサイエンスチーム

Relationships Between Microwave and EUV Spectra in Solar Cycle Variations and Their Estimation by Machine Learning

微波和 EUV 光谱在太阳周期变化中的关系及其机器学习的估计

• 发表时间: 2022
• 作者: Kyoko WATANABE;Shinnosuke KITAJIMA;Shohei NISHIMOTO;Masumi SHIMOJO;Kosuke NAMEKATA;Satoshi MASUDA
• 通讯作者: Satoshi MASUDA

Relationship between Microwave and EUV Emission in Solar Cycle Variations and Prediction of Solar EUV Emission Spectrum by Machine Learning Method

太阳周期变化中微波与EUV发射的关系及机器学习方法预测太阳EUV发射光谱

• 发表时间: 2022
• 作者: Kyoko Watanabe;Mamoru Maeda;Shohei Nishimoto;Shinnosuke Kitajima;Masumi Shimojo;Kosuke Namekata;Satoshi Masuda
• 通讯作者: Satoshi Masuda