磁気流体波動論による地磁気永年変動の解明

利用磁流体动力波理论阐明地磁长期变化

• 批准号: 26800232
• 负责人: 堀 久美子
• 金额: $ 2.5万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26800232/
• 关键词: 地球電磁気; 地球・惑星内部構造; 固体地球物理学; 地磁気永年変動; 地球コアダイナミクス; 回転磁気流体波動; 国際研究者交流; コアダイナミクス; 磁気流体波動

前年度までに、地球外核において磁気ロスビー波が励起されうることを球殻MHDダイナモシミュレーションによって示した。本年度これをさらに精査するため、複数のシミュレーションを実施し、パラメータ依存性を調べた。その結果、仮定するパラメータにより励起される波数モードは変化するものの、軸対称なねじれ振動が検出できるときには磁気ロスビー波も励起されることがわかった。さらに、これらの波動がコア表面の磁場変動において検出可能であること、非線形性によって波形が孤立的になることなどがわかった。これら波動モードは、対流やダイナモが磁気地衡的 (magnetostrophic) レジームにあるときに現れるだろうと理論的に示唆されてきた。しかし、このレジームが実際に球殻MHDダイナモシミュレーション等において達成可能かどうかは議論となっていた。研究代表者のシミュレーションにより、磁気ロスビー波の励起とともに、磁気地衡的バランスが達成されることを確認した。コア最上部における数百km程度の薄い安定成層の存在と、そのコアダイナミクスや地磁気への影響とが、近年再び議論されている。これを踏まえ、このような薄い安定成層が存在する場合、どのような波動が励起され得るかを再検討した。直交座標系浅水モデルを採用して、球面上の中緯度域および低緯度域における固有波動モードをそれぞれ解析し、解の分類を行った。このような基本波動モードの解析は、球座標系において解析する際やコア深部対流層との相互作用を検討する際にも重要な基礎を与える。今後、これらをさらに検討していく予定である。

Before the annual ま で に, earth's outer core に お い て magnetic 気 ロ ス ビ ー wave が wound up さ れ う る こ と を spherical shell MHD ダ イ ナ モ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て in し た. This year こ れ を さ ら に fine check す る た め, plural の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be し, パ ラ メ ー タ dependency を adjustable べ た. そ の results, 仮 す る パ ラ メ ー タ に よ り wound up さ れ る wavenumber モ ー ド は variations change す る も の の, shaft said seaborne な ね じ れ vibration が 検 out で き る と き に は magnetic 気 ロ ス ビ ー wave も wound up さ れ る こ と が わ か っ た. さ ら に, こ れ ら の fluctuations が コ の ア surface magnetic field - move に お い て 検 makes possible で あ る こ と, nonlinear に よ っ て waveform が isolated に な る こ と な ど が わ か っ た. こ れ ら fluctuations モ ー ド は, flow seaborne や ダ イ ナ モ が magnetic 気 to scale (magnetostrophic) レ ジ ー ム に あ る と き に now れ る だ ろ う に と theory in business さ れ て き た. し か し, こ の レ ジ ー ム が be interstate に spherical shell MHD ダ イ ナ モ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン etc に お い て a possible か ど う か は comment と な っ て い た. Research representatives の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り, magnetic 気 ロ ス ビ ー wave の wound up と と も に, magnetic 気 balanced バ ラ ン ス が reached さ れ る こ と を confirm し た. コ ア most upper に お け る thin degree of hundreds of kilometers の い stable stratification の と, そ の コ ア ダ イ ナ ミ ク ス や geomagnetic 気 へ の influence と が, in recent years, talk again び さ れ て い る. Tread こ れ を ま え, こ の よ う な が い settle into a thin layer exist す る occasions, ど の よ う な fluctuations が wound up さ れ must る か を again beg し 検 た. Rectangular coordinate system shallow モ デ ル を using し て, sphere の mid-latitude domain お よ び low latitudes domain に お け る inherent volatility モ ー ド を そ れ ぞ れ parsing し line, solution の classification を っ た. Basic wave モ こ の よ う な ー ド の parsing は, ball coordinate system に お い て parsing す る interstate や コ ア deep layer flow と seaborne の interaction を beg す 検 る interstate に も important な を and え る. In the future, れらをさらに検 れらをさらに検 will discuss て く く く to determine である.

项目成果

Magnetostrophy in spherical dynamo simulations and its implications for planetary magnetism

球形发电机模拟中的磁致营养及其对行星磁性的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: K Hori;J Wicht;and W Dietrich;植田浩明;Yoonkyung KANG and Katsunori NAGANO;Kumiko Hori;Yoonkyung KANG and Katsunori NAGANO;植田浩明;Kumiko Hori
• 通讯作者: Kumiko Hori

Magnetic Rossby waves in the Earth's core

地核中的罗斯贝磁波

• 发表时间: 2015
• 作者: Kumiko Hori;Chris Jones;Rob Teed
• 通讯作者: Rob Teed

マックスプランク太陽系科学研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克太阳系科学研究所（德国）

Slow magnetic Rossby waves in the Earth's core

• DOI: 10.1002/2015gl064733
• 发表时间: 2015-08-28
• 期刊: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Hori, K.;Jones, C. A.;Teed, R. J.
• 通讯作者: Teed, R. J.

TBA

待定

• 发表时间: 2023
• 作者: Underwood Andrew P. C.;Baillie D.;Blakie P. Blair;Takeuchi H.;Hiromitsu Takeuchi
• 通讯作者: Hiromitsu Takeuchi