Application of QZSS-TEC for seismology, volcanology, and upper atmospheric physics

QZSS-TEC 在地震学、火山学和高层大气物理学中的应用

• 批准号: 20K04120
• 负责人: 日置 幸介
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04120/
• 关键词: 福徳岡の場; フンガトンガ; プリニー式噴火; QZSS; TEC; 大気モード; ラム波; 電離圏擾乱; マルチＧＮＳＳ; ＴＥＣ; スポラディックＥ; レバノン爆発; 内部重力波; 津波地震; 準天頂衛星システム; 電離圏全電子数; 地震マグニチュード; 火山噴火; 地震前兆

本研究の主な目的は、従来の見かけ位置が移動するGPS等のGNSS（全球航法衛星システム）に代わる、見かけ位置が静止または一定時間静止する静止軌道や準天頂軌道に打ち上げられたGNSS衛星を観測することによって、従来難しかった電離圏擾乱の時間変化と空間変化の分離を実現しようとするものである。その効能が多く発揮される事例が、火山噴火にともなう電離圏擾乱である。本研究では、2021年８月に発生した福徳岡の場の噴火で生じた大気自由振動（大気モード）、および2022年１月に発生したトンガ海底火山の噴火で生じた大気ラム波とそれに伴う電離圏擾乱を、QZSSやBDSを用いて電離圏全電子数（TEC）の変動としてとらえた。その結果前者については、初めて大気モードを高調波を含めて４つの異なる周波成分を捉え論文発表した。また後者についてはラム波の通過に伴ってて日本列島で生じた顕著な電離圏擾乱を捉え、地表の大気圧観測と比較することによって、電離圏擾乱が地表のラム波より早く到達したことを初めて見出した。これらはすでに2022年に論文発表されており、両者ともに多く引用され始めている。さらに福徳岡の場の論文は、雑誌(Earth Planets and Space)から昨年のハイライト論文の一つとして取り上げられた。なお、トンガの噴火に関しては、福徳岡の場の噴火と同様に大気モードの励起が観測されているが、広域・長時間におよぶためまだ解析が続いている。トンガの噴火については、固体地球の自由振動の励起が地震計から確認されているが、地面振動が二次的に励起した大気モードが初めて観測されたのではと考えている。これは2023年度前半に論文としてまとめ、投稿する予定である。

这项研究的主要目的是，GNSS卫星是静止轨道的静止轨道的静止轨道，取代了传统的GPS（完整的球卫星系统）等GNSS，例如传统的轨道明显的位置通过观察，这是一种尝试实现离子湍流干扰和空间变化的时间变化的尝试。许多作用的效果的一个例子是与火山喷发相关的电离干扰。在这项研究中，2021年8月在福库库卡（Fukutokuoka）的爆发中产生的气羔羊波，以及2022年1月发生的汤加海底火山爆发引起的大气羔羊波。使用QZS和BDS的离子区数（TEC）。结果，大气模式首次捕获了四个不同的频率组件，包括高调节波和已发表的论文。在后一种情况下，通过比较随着羔羊波的传递，通过比较日本群岛中产生的显着电离湍流，并将其与表面的气压观察进行比较，从而比地面的RAM波早到地面的RAM波早了。我第一次找到它。这些已经在2022年出版，并且都开始引用。此外，该杂志（地球行星和空间）在福库库卡（Fukutokuoka）的论文是去年的亮点之一。至于汤加的爆发，观察到空气模式的激发与福库乌卡（Fukutokuoka）的喷发一样，但是由于较大的区域和长时间，分析仍在继续。关于汤加的爆发，地震仪证实了固体自由自由的激发，但我们认为，第一次观察到地面振动的空气模式。这将在2023财年上半年作为论文编译，并将发布。

项目成果

Harmonic ionospheric oscillation by the 2010 eruption of the Merapi volcano, Indonesia, and the relevance of its amplitude to the mass eruption rate

2010 年印度尼西亚默拉皮火山喷发引起的谐波电离层振荡及其振幅与大规模喷发率的相关性

• DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2020.107047
• 发表时间: 2020
• 期刊: J. Volcanol. Geothermal Res.
• 作者: Cahyadi;M. N.;R. W. Rahayu;K. Heki;Y. Nakashima
• 通讯作者: Y. Nakashima

Ionospheric signatures of repeated passages of atmospheric waves by the 2022 Jan. 15 Tonga eruption: Comparison of QZSS-TEC observations in Japan with GPS-TEC observations in Indonesia

2022 年 1 月 15 日汤加火山喷发时大气波重复通过的电离层特征：日本 QZSS-TEC 观测与印度尼西亚 GPS-TEC 观测的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: Heki;K. and I. N. Muafiry
• 通讯作者: K. and I. N. Muafiry

Integrated space geodetic study of the 2019 Typhoon Habigis: Signatures in troposphere, lithosphere, and ionosphere

2019年台风哈比吉斯的综合空间大地测量研究：对流层、岩石圈和电离层的特征

• 发表时间: 2020
• 作者: Heki;K.;S. Arief;W. Zhan
• 通讯作者: W. Zhan

Slow Fault Slip Signatures in Coseismic Ionospheric Disturbances

• DOI: 10.1029/2022gl101064
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Kosuke Heki;M. Bagiya;Y. Takasaka

Slow earthquake signatures in the ratio between acoustic and internal gravity wave amplitudes in coseismic ionospheric disturbances

同震电离层扰动中声波和内部重力波振幅之比的慢震特征

• 发表时间: 2021
• 作者: Heki;K and Takasaka Y
• 通讯作者: K and Takasaka Y