サブオーロラ帯/オーロラ帯トラフの様々な時間スケールに対する構造変動の研究

本研究の目的は、北極域電離圏のオーロラ帯/サブオーロラ帯トラフの基本構造を理解し、その生成機構を明らかにすることである。そのために、本研究では様々な時間スケール(11年周期～数分程度の時間スケール)において、トラフの構造変化に寄与する物理的・化学的プロセスの調査を進めてきた。本年度の研究では、昨年度に実施したEISCAT特別実験の計9イベントの観測データの中、2013年12月4日のサブストームイベントに観測されたトラフ内部の微細構造(Blob)の構造化に注目して研究を進めた。EISCAT高速スキャン観測をトラフ内部で実施することにより、電離圏の夜側領域に輸送されたBlobがサブストームに伴う電離圏対流の発達により2つに分裂する様子を初めて捉える事に成功した。このEISCATレーダーデータと共に、GPS-TECや地磁気データなども相補的に用いて解析を進め、このBlobの構造化には、「①電離圏対流の速度シアに伴うKelvin-Helmholz Instability (KHI)」と「②対流の摩擦加熱に伴う解離再結合反応」の2つのプロセスが寄与していたことを示唆した。前年度に実施したトラフの長期変化の研究によって、解離再結合反応がトラフの形成に強く寄与することは明らかになっているが、本研究によりKHIのような物理的なプロセスもまたBlobの構造化という形でトラフ形成に寄与していることが明らかになった。本研究成果は論文にまとめて国際学術誌Annales Geophysicae に投稿した。最後に、昨年度に実施したトラフの季節変化と太陽活動度依存性の研究成果と、本年度に実施したトラフ内部の速い時間変化の研究成果を合わせて、博士論文にまとめて学位(理学)を2015年3月に取得予定である。

本研究の目的は、北極域電離圏のオーロラ帯/サブオーロラ帯トラフの基本構造を理解し、その生成機構を明らかにすることである。そのために、本研究では様々な時間スケール(11年周期～数分程度の時間スケール)において、トラフの構造変化に寄与する物理的・化学的プロセスの調査を進めてきた。本年度の研究では、昨年度に実施したEISCAT特別実験の計9イベントの観測データの中、2013年12月4日のサブストームイベントに観測されたトラフ内部の微細構造(Blob)の構造化に注目して研究を進めた。EISCAT高速スキャン観測をトラフ内部で実施することにより、電離圏の夜側領域に輸送されたBlobがサブストームに伴う電離圏対流の発達により2つに分裂する様子を初めて捉える事に成功した。このEISCATレーダーデータと共に、GPS-TECや地磁気データなども相補的に用いて解析を進め、このBlobの構造化には、「①電離圏対流の速度シアに伴うKelvin-Helmholz Instability (KHI)」と「②対流の摩擦加熱に伴う解離再結合反応」の2つのプロセスが寄与していたことを示唆した。前年度に実施したトラフの長期変化の研究によって、解離再結合反応がトラフの形成に強く寄与することは明らかになっているが、本研究によりKHIのような物理的なプロセスもまたBlobの構造化という形でトラフ形成に寄与していることが明らかになった。本研究成果は論文にまとめて国際学術誌Annales Geophysicae に投稿した。最後に、昨年度に実施したトラフの季節変化と太陽活動度依存性の研究成果と、本年度に実施したトラフ内部の速い時間変化の研究成果を合わせて、博士論文にまとめて学位(理学)を2015年3月に取得予定である。