脈動性オーロラ物理の研究

脉动极光物理研究

基本信息

批准号：
04402013
负责人：
小口高
金额：
$ 14.72万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

オーロラのうち数秒から数十秒の点滅周期を持つ脈動性オーロラは磁気圏に存在する電子が波動粒子相互作用によりピッチ角散乱を受け、ロスコーン中に落下して電離層まで到達することにより起こるとされており、その点滅、変形、伝搬は磁気圏や電離圏の情報を数多く含んでいる筈である。このような脈動性オーロラの生成・発生メカニズムを探ることを目的として、ワークステーションをベースにしたオーロラ画像理システムを導入した。このシステムは、ビデオテープに格納されたオーロラの画像データを1秒の間隔で連続的にサンプリング・デジタル化することができ、さらにはデータの数値解折、結果のカラー出力を行うことが出来る。このシステムを使用することにより、脈動性オーロラのデータ解折を開始した。具体的にはビデオ画像データを一秒間隔でサンプリングし、デジタルデータに変換する。これらにデータに画像処理を施すことにより、脈動性オーロラの点滅周期、伝搬方向の決定、二次元の高速フーリエ変換による脈動性オーロラの特徴的な空間スケールの大きさの分布の導出を行うことができるようになった。時間的にも空間的にも多くの情報を含んでいる脈動性オーロラの画像解折は画像処理システムの処理能力の限界により今まで系統的にはほとんでなされていなかった。今回の研究によりオーロラ全体における脈動性オーロラの位置づけ、磁場や粒子との関係、発生機構、磁気構造との関係、磁気圏と電離圏との間のエネルギー輸送における役割を定量的に見積もることの糸口をつかむことができた。このようにビデオオーロラ画像データを連続大量に処理・解折することによりオーロラ特に脈動性オーロラの生成・発展メカニズムをとらえることに大いなる可能性が見いだされた。

在极光中，闪烁周期为几秒到几十秒的脉动极光被认为是当存在于磁层中的电子由于波粒相互作用而经历俯仰角散射、落入损耗锥并到达电离层时出现的。闪烁、变形和传播必然包含大量有关磁层和电离层的信息。为了探索这种脉动极光的产生机制，我们引入了基于工作站的极光成像系统。该系统能够以1秒的间隔对存储在录像带上的极光图像数据进行连续采样和数字化，对数据进行数值分析，并以彩色输出结果。通过使用这个系统，我们已经开始分析脉动极光的数据。具体而言，以一秒的间隔对视频图像数据进行采样，并将其转换为数字数据。通过对这些数据进行图像处理，可以确定脉动极光的闪烁周期和传播方向，并使用二维快速傅立叶变换导出脉动极光的特征空间尺度大小分布。由于图像处理系统处理能力的限制，脉动极光的图像分析包含大量的时间和空间信息，迄今为止很少被系统地进行。这项研究为定量估计脉动极光在整个极光中的位置、它们与磁场和粒子的关系、它们的产生机制、它们与磁结构的关系以及它们在磁层和电离层之间的能量传输中的作用提供了线索。抓住它。这样，通过对大量视频极光图像数据的不断处理和分析，我们发现了理解极光，特别是脉动极光的产生和发展机制的巨大潜力。