低アルフヴェン・マッハ数の太陽風に対する地球磁気圏・電離圏の応答の研究

地球磁层和电离层对低阿尔文马赫数太阳风的响应研究

• 批准号: 19K03947
• 负责人: 西野 真木
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo (2022)Japan Aerospace EXploration Agency (2019-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03947/
• 关键词: アルフヴェン・マッハ数; 太陽風; 磁気圏; 磁気圏プラズマ輸送; 宇宙天気予報; 低密度太陽風; 磁気圏電離圏結合; 火星誘導磁気圏; 地球磁気圏; 宇宙天気; 磁気圏境界; 太陽風-磁気圏電離圏応答; プラズマ輸送・加熱; 衛星観測・地上観測; グローバルシミュレーション

昨年度に続き、太陽風のアルフヴェン・マッハ数(MA)が低い(2程度)の場合の磁気圏境界面の観測データをさらに詳しく解析した。GEOTAIL衛星が朝方側の磁気圏境界面付近で観測したイオンの高速流について、衛星に近い場所でのリコネクションで加速されたものであろうと予想していた。しかし、詳細なデータ解析（いわゆるWalen relationの解析）をおこなった結果、衛星近傍でのリコネクションではなく、マグネトシースからローブ・マントル領域へのイオンの流れそのものであることがわかった。（Nishino et al. 2022 EPS に投稿して出版済み。）次に今年度は低MA太陽風のときの磁気圏電離圏結合に関する知見を得ることを目的として、SuperDARNのデータを用いて電離圏プラズマ対流を調べた。今回調査した事例では、低マッハ数になる直前に高密度・高マッハ数の時間帯があり、これにより磁気嵐が発生していた。そのため、観測された高速の流れが磁気嵐によるものであるのか、あるいは低マッハ数太陽風そのものの影響であるのか、今後さらに調べる必要がある。また、今年度は地球以外の惑星への応用を試みるため、火星探査機MAVENによる火星誘導磁気圏の観測データを用いて、低MAのときの太陽風・火星磁気圏相互作用を調べた。火星付近では低MAのイベント数は多くはないものの、6年間で数例見つかった。これら数例のイベントを解析したところ、マグネトシースで顕著なバルク加速が見られる場合があった。この加速は太陽風の誘導電場の向きとは反対側の半球で観測されているため、今後snowplowsと呼ばれる大気流出過程との関係を調べる予定である。

继去年之后，我们更详细地分析了太阳风阿尔文马赫数（MA）较低（约2）时磁层边界的观测数据。 GEOTAIL卫星在上午一侧磁层边界附近观测到的高速离子流预计会因卫星附近的重联而加速。然而，经过详细的数据分析（所谓的瓦伦关系分析），发现这并不是卫星附近的重新连接，而是离子从磁鞘流向叶/幔区域本身。 （提交给 Nishino 等人，2022 EPS 并发表。）接下来，今年，我们将使用 SuperDARN 数据研究电离层等离子体对流，目的是获得有关低 MA 太阳风期间磁层-电离层耦合的知识。在本次调查的案例中，在低马赫数之前存在一段高密度、高马赫数的时期，从而引发了磁暴。因此，有必要进一步研究观测到的高速流动是由于磁暴还是低马赫数太阳风本身的影响。此外，今年，为了尝试将其应用于地球以外的行星，我们利用火星探测器MAVEN的火星感应磁层观测数据，研究了低MA下太阳风与火星磁层之间的相互作用。尽管火星附近的低MA事件数量并不多，但在过去六年中已经发现了一些。当我们分析这几个事件时，我们发现在某些情况下在磁鞘中观察到显着的整体加速度。由于这种加速度是在与太阳风感应电场方向相反的半球观测到的，因此我们计划研究它与称为扫雪机的大气流出过程的关系。

项目成果

Asymmetric deformation of the Earth’s magnetosphere under low Alfven Mach number solar wind: Observations and MHD simulation

低阿尔文马赫数太阳风下地球磁层的不对称变形：观测和 MHD 模拟

• DOI: 10.1186/s40623-022-01744-w
• 发表时间: 2022
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Nishino Masaki N.;Hasegawa Hiroshi;Saito Yoshifumi;Lavraud Benoit;Miyashita Yukinaga;Nowada Motoharu;Kasahara Satoshi;Nagai Tsugunobu
• 通讯作者: Nagai Tsugunobu

An observation of dawnward-expanded magnetosphere under low Alfven Mach number solar wind

低阿尔文马赫数太阳风下黎明扩张磁层的观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki N. Nishino;Hiroshi Hasegawa;Yoshifumi Saito;Benoit Lavraud;Yukinaga Miyashita;Motoharu Nowada;Satoshi Kasahara;Tsugunobu Nagai
• 通讯作者: Tsugunobu Nagai

Transport Path of Cold‐Dense Plasmas in the Dusk Magnetotail Plasma Sheet: MMS Observations

黄昏磁尾等离子体片中冷密等离子体的传输路径：MMS 观测

• DOI: 10.1029/2021ja029747
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: Nishino M. N.;Hasegawa H.;Saito Y.;Kitamura N.;Miyashita Y.;Nagai T.;Yokota S.;Russell C. T.;Gershman D. J.;Giles B. L.
• 通讯作者: Giles B. L.

On the origin of cold-dense plasmas in the dusk magnetotail plasma sheet: MMS observations

关于黄昏磁尾等离子体片中冷密等离子体的起源：MMS 观测

• 发表时间: 2020
• 作者: Masaki N. Nishino;Yoshifumi Saito;Hiroshi Hasegawa;Naritoshi Kitamura;Yukinaga Miyashita;Tsugunobu Nagai;Barbara L Giles;Christopher T Russell;Daniel J Gershman
• 通讯作者: Daniel J Gershman

Universite de Bordeaux(フランス)

波尔多大学（法国）

• 发表时间: 2016