磁気授嵐発達過程とその機構に関する研究-特に非軸対称擾乱磁場の解析

磁暴发展过程及其机制研究——特别是非轴对称扰动磁场分析

• 批准号: 07640592
• 负责人: SUGIURA Masahisa
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640592/
• 关键词: 磁気嵐; 赤道環電流; 太陽風・地球磁気圏エネルギー結合; サブストーム; 地球磁気圏擾乱; リングカレント

磁気嵐時における磁気圏赤道環電流の形成とサブストームとの関係は、太陽風・地球磁気圏エネルギー結合についての未解決課題の一つである。本研究では3つのパラメータ:赤道環電流の強度を示すDst指数-地磁気軸に関して軸対象な擾乱磁場成分、非軸対象の成分、サブストームの強度を示すAE指数を統計的に比較した。その結果、非軸対称擾乱磁場の24時間成分A1の振幅の最大値と、それに対応するDstの絶対値の最大値との比は、平均して0.55に達し、前者は後者より0〜5時間位選考することがわかった。また、A1の発達減衰の過程は、サブストームのそれとは必ずしも一致していないことが明らかになった。これらの結果は、赤道循環電流の発達の過程で、非軸対称成分-partial ring current-の形成が重要な役割を果していること、そしてこの成分には、サブストームとは関係なく、太陽風と磁気圏との直接の相互作用による部分があることを示唆する。また、A1はスパイク的に鋭いピークを示すことがあり(例:1991年3月、1996年2月の磁気嵐)、そのような際には、新しい放射線帯が形成され数カ月も存続したことが観測されている。これらのA1成分の位相を求めると、最大の磁場減少が正午付近にあり、サブストームと密接な関係をもつA1の位相と全く異なる。現段階においては、上のようなスパイク的なピークをもつA1の発達は、惑星間空間磁場が南向きのとき、コンベクション電場が低緯度(L=2〜3Reあるいはそれ以下)まで浸透することがあることによると解釈し、上記の異常位相は、赤道環電流を構成する粒子の電場遮蔽効果に関連する電流系(沿磁力線電流を含む)のねじれによるものと考える。この仮説は将来観測とシミュレーションにより確かめる必要がある。J. Geophys. Res.に投稿予定の論文を執筆中である。

地磁暴期间磁层赤道环流的形成与亚暴之间的关系是太阳风与地球磁层能量耦合尚未解决的问题之一。在本研究中，我们统计比较了三个参数：表示赤道环电流强度的Dst指数、相对于地磁轴轴对称的干扰磁场分量、非轴对称分量以及AE指数，表示亚暴的强度。结果，非轴对称干扰磁场24小时分量A1的幅值最大值与对应的Dst绝对值最大值之比平均达到0.55，且前者大于后者持续了0到5个小时，我发现会有一个选择过程。研究还表明，A1的发展和衰变过程并不一定与亚暴一致。这些结果表明，非轴对称分量——部分环流的形成在赤道环流的发展过程中起着重要作用，并且该分量包括太阳风和磁层分量，与亚暴无关。部分归因于与此外，A1有时会出现尖锐的尖峰状峰值（例如1991年3月和1996年2月的磁暴），并且观察到在这种情况下会形成新的辐射带并持续数月。在确定这些A1分量的相位时，最大磁场减弱发生在中午前后，这与与亚暴有密切关系的A1相位完全不同。目前，A1的发展呈现出如上图所示的尖峰状，这表明当行星际空间磁场指向南方时，对流电场会渗透到低纬度地区（L = 2至3 Re或更低）。是由于某种原因造成的，并认为上述反相是由于与构成赤道环电流的粒子的电场屏蔽效应有关的电流系统（包括场对准电流）的畸变所致。这一假设需要通过未来的观察和模拟来证实。我目前正在撰写一篇论文，将提交给 J. Geophys。