赤道面と子午面における同時衛星観測データを用いた磁気圏内プラズマ輸送の研究

利用卫星赤道面和子午面同步观测数据研究磁层等离子体输运

• 批准号: 16740278
• 负责人: 関 華奈子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740278/
• 关键词: 地球磁気圏; 宇宙プラズマ; 磁気嵐; 電離圏; プラズマシート; GEOTAIL衛星; FAST衛星; あけぼの衛星; 放射線帯; リングカレント

本研究では、地球磁気圏の赤道面(A)と子午面(B)における同時衛星観測データの比較解析を通して、地球周辺の宇宙空間でのプラズマの加速、輸送過程に関する研究を行った。地球をとりまく放射線帯外帯の相対論的電子のフラックスは、磁気嵐等の太陽地球系の擾乱にともない大きく変動するが、その加速・消失機構には未だ不明の点が多い。提案されている物理機構の多くは赤道面付近(A)でおこるが、放射線帯モニター観測は、主に極軌道低高度(B)の衛星に頼っているのが現状であり、両地点(A,B)の時間変動の類似性の検証は急務である。本研究では、CRRES衛星(赤道面付近A)とあけぼの衛星(B)の相対論的電子(〜1MeV)データの比較解析し、放射線帯外帯内側部分において、両地点の時間変動の類似性が破れる場合があることを発見した。具体的には、ピッチ角分布の時間変動に伴い低高度の方が電子フラックス増大の継続時間が長く続いて見えること、および、プラズマ圏内における放射線帯電子消失(大気への降下)時定数のエネルギー依存性が、見かけの差異を両地点の作り出していることが明らかとなり、得られた成果は学術誌に掲載された。この他、GEOTAIL衛星の外部磁気圏赤道面付近(A)における観測データを用いて、プラズマシートへのプラズマ供給過程を調べるとともに、CLUSTER衛星データ(B)を用いたプラズマ輸送および加熱の研究を行い、結果の一部が学術誌に掲載された。また、磁気嵐時の内部磁気圏へのプラズマ供給を調べるため、FAST衛星(B)のデータベースを整備して解析を進めた。初期結果は、磁気嵐主相における酸素イオンのプラズマシート内側境界付近への直接供給の重要性を示唆しており、得られた成果を国際会議等で発表した。

在这项研究中，我们通过对地球磁层赤道（A）和子午（B）平面同步卫星观测数据的比较分析，研究了地球周围外层空间等离子体的加速和传输过程。围绕地球的外辐射带中的相对论电子通量会因磁暴等日地系统的扰动而大幅波动，但其加速和消失的机制仍然很大程度上未知。所提出的物理机制大多发生在赤道面附近（A），但辐射带监测观测目前主要依靠低空极轨道卫星（B），，B）迫切需要验证时间涨落的相似性。在本研究中，我们对CRRES卫星（赤道面A附近）和Akebono卫星（B）的相对论电子（~1 MeV）数据进行了比较分析，发现两点时间波动的相似性在外辐射带的内部，我发现它会破裂。具体来说，我们发现，由于俯仰角分布的时间波动，电子通量增加的持续时间在较低高度似乎持续更长，并且辐射带电子消失（落入大气层）的时间常数的能量很明显，依赖性导致了两个位置之间的明显差异，并且获得的结果发表在学术期刊上。此外，我们还将利用GEOTAIL卫星在外磁层赤道面附近的观测数据研究等离子体向等离子体片的供给过程（A），并利用CLUSTER卫星数据研究等离子体传输和加热的一些结果。发表在学术期刊上。此外，为了研究地磁暴期间内磁层的等离子体供应，我们为FAST卫星（B）准备了数据库并进行了分析。初步结果表明在磁暴主阶段直接向等离子体片内边界供应氧离子的重要性，并在国际会议上公布了所获得的结果。

项目成果

Evidence for newly closed magnetosheath field lines at the dayside magnetopause under northward IMF

• DOI: 10.1029/2005ja011266
• 发表时间: 2006-05
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: B. Lavraud;M. Thomsen;B. Lefebvre;S. Schwartz;K. Seki;T. Phan;Y. Wang;A. Fazakerley;H. Rème-H.-Rèm

Comparative study of outer-zone relativistic electrons observed by Akebono and CRRES

Akebono和CRRES观测到的外层相对论电子的对比研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Geophysical Research 110
• 作者: K. Seki;Y. Miyoshi;D. Summers;N. P. Meredith
• 通讯作者: N. P. Meredith