複数の人工衛星と地上観測データを用いた太陽風モーメントの電離層への伝播の解析

利用多颗卫星和地面观测数据分析太阳风矩向电离层的传播

• 批准号: 12740279
• 负责人: 松岡 彩子
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740279/
• 关键词: 磁気圏; 電離圏; 電磁流体波; 電場; 衛星観測; 電気伝導度; 磁気圏対流

太陽風の運動量が磁気圏の内部に入り、磁気圏内に電場を励起してプラズマの対流を起こす過程を理解することは、磁気圏内のプラズマの物理を理解する上で重要な課題である。時間的に変動する電場を磁気圏-電離圏間でmappingする場合、様々な問題が生じてくる。今年度は、時間変化の伝播時間および電場の空間的な一様性について解析を行った。1.数時間の長期的な変動をもつ磁気圏内の電場の伝播(WKB近似が成り立たない)について位相速度の考察Alfven速度の変化する空間スケールが波長に比べて短い場合には、Alfven Modeであっても位相速度はAlfven速度よりも遅くなる。波動の方程式をnumericalに解くことによって算出したAlfven伝播時間は、Alfven速度の逆数を磁力線に沿って積分したAlfven伝播時間よりも長くなる。磁気圏の電場強度と電離圏の電場強度の比や位相差は、この2つの伝播時間を用いた場合とでは異なる。磁気圏-電離圏間のAlfven伝播時間よりも長い周期の変動については、前者のほうがAlfven伝播時間は短くなる。それよりも短い周期については、異なり方はランダムとなる。モデルにこの修正をかければ、観測データをよりよく説明できることが期待される。2.磁気圏内の電場の一様性について従来、1つの人工衛星による観測では、空間と時間の分離ができないので、観測された電場がどの程度の空間スケールを持つのか見積もることは困難であると考えられてきた。これに対し、rotE=-dB/dtを使って、磁場の時間変化から統計的に電場の空間変化を見積もる試みを行った。その結果、強度の大きな電場ほどZ方向に大きな空間スケールを持つことが示唆された。lmV/mを超えるような大きな電場は、磁気圏の断面のスケールで起きていると考えられた。

了解太阳风进入磁层并激发磁层内的电场以引起血浆对流的过程是理解磁层内血浆物理学的重要问题。磁层和电离层之间的暂时映射电场会导致各种问题。今年，我们分析了时间的传播时间变化和电场的空间均匀性。 1。考虑到磁层内电场传播的相位速度，如果长期波动的长期波动（WKB近似不达到），则如果变化的Alfven速度的空间尺度比波长短，即使在Alfven模式下，相位速度也会较慢。通过数值求解波方程计算得出的ALFVEN传播时间比Alfven繁殖时间更长，这是通过沿磁场线整合Alfven速度的倒数来获得的。磁层中的电场强度与电离层中电场强度之间的比率和相位差异与使用这两个传播时间时的比率和相差不同。对于磁层和电离层之间的Alfven繁殖时间的时期变化，Alfven的传播时间在前者中短。在较短的时间内，差异是随机的。希望对模型的这种修改将可以更好地解释观察到的数据。 2。关于磁层内电场的均匀性，单个卫星的观察不能分离空间和时间，因此被认为很难估计观察到的电场的空间尺度的程度。作为响应，我们尝试从统计上估计电场的空间变化，从磁场的时间变化使用死记硬背= -db/dt。结果表明，电场越大，在z方向上的空间尺度越大。人们认为大型电场（例如LMV/m上述）被认为是在磁层横截面的尺度上发生的。

项目成果

Matsuoka, A., D.J.Southwood, T.Mukai, S.Kokubun, H.Matsumoto: "A Walen test of low-frequency MHD waves in the magnetosheath observed by GEOTAIL"Planet. Space Sci.. (印刷中). (2002)

Matsuoka, A.、D.J.Southwood、T.Mukai、S.Kokubun、H.Matsumoto：“GEOTAIL 观测到的磁鞘中的低频 MHD 波的 Walen 测试”行星空间科学（2002 年出版）。 ）

松岡彩子: "Propagation sense of low-frequency MHD waves in the magnetosheath observed by Geotail"Journal of Geophysical Research. 105・A8. 18361-18376 (2000)

松冈绫子：“Geotail观测到的磁鞘中低频MHD波的传播感”地球物理研究杂志105・A8（2000）。