Pi 2型磁場波動への独立成分分析の応用によるオーロラ嵐の総合的診断

Pi 2 型磁场波独立分量分析综合诊断极光风暴

• 批准号: 08J05443
• 负责人: 徳永 旭将
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05443/
• 关键词: auroral substorm; auroral breakup; substorm current wedge(SCW); positive bay; auroral initial brihtening; 特異スペクトル分析(SSA); M-SST; 環太平洋地磁気観測網(CPMN); オーロラ嵐; Pi2型地磁気脈動; ICA(独立成分分析); SSA(特異スペクトル分析); 変化点検出; 前兆検出; Pi2型磁場波動; 独立成分分析; 診断学的; 特異スペクトル

Auroral substorm発生時には,磁気圏尾部と極域電離圏を結合して流れる,サブストームカレントウェッジ(SCW)という3次元電流系が形成されることが知られている.SCWの形成過程を理解することは,substorm発生機構を理解する上で,最も重要な要素である.本研究では,SCWがsubstormのオンセット過程において,どの段階から形成され始めるのかを明らかにするために,SCWが形成され始めるタイミングとauroral breakmpの開始するタイミングを統計的に調べた.SCWの形成は,夜側中低緯度で観測される,positive bayと呼ばれる地上磁場変動として捉えることができる.従って本研究では,positive bayの開始をSCWの形成開始と定義した.地上磁場データとしては,九州大学宙空環境研究センターのCPMN(環太平洋地磁気観測網)[Yumoto and CPMN Group,2001]のKAGで観測されたものを用いた.Positive bayの開始時刻は,SSA(特異スペクトル分析)を応用した変化点検出法 (M-SST)[Tokunaga et al.2010a][Tokunaga et al.2010b][Tokunaga et al.2010]により,客観的かつ精密に推定した.さらに,SCWの形成開始のタイミングと,auroral initial brighteningおよびauroral breakmpとのタイミングとの前後関係を調べた.その結果auroral ininal brightening開始とSCWの形成開始はほぼ同時であることが統計的に明らかになった.また,SCW形成開始からauroral breakmpまでは,平均で4分程度の時間がかかることも明らかになった.

众所周知，当极光亚暴发生时，会形成一个称为亚暴电流楔（SCW）的三维电流系统，该系统流经磁尾和极地电离层。了解SCW的形成过程非常重要。这是理解亚暴生成机制的最重要因素。在本研究中，为了弄清楚超强暴在亚暴爆发过程中的哪个阶段开始形成，我们研究了超强暴形成的时间和极光。我们统计调查了breakmp的开始时间。SCW的形成可以理解为称为正湾的地面磁场波动，在中低纬度地区的夜间观测到。因此，在本研究中，我们调查了它的开始时间。它被定义为SCW形成的开始。所使用的地面磁场数据是由空间环境的CPMN（环太平洋地磁观测网络）[Yumoto和CPMN Group，2001]的KAG观测到的。九州大学研究中心正面海湾的开始时间是客观确定的，并使用应用SSA（奇异谱分析）的变点检测方法（M-SST）[Tokunaga et al.2010a][Tokunaga et al.2010b][Tokunaga et al.2010]此外，我们研究了SCW形成开始的时间与极光初始增亮和极光破裂时间之间的关系。据统计，极光的开始和超短波的形成几乎是同时发生的，而且从超短波的形成开始到极光破裂平均需要4分钟左右。

项目成果

Global nature of Pc 5 magnetic pulsation during the WHI observation campaign

WHI 观测活动期间 Pc 5 磁脉动的整体性质

• 发表时间: 2008
• 作者: Fujimoto;A.;et al.
• 通讯作者: et al.

The two-dimensional distribution characteristics of global mode Pi 2 pulsations extracted by Independent Component Analysis and the position of auroral breakup

独立分量分析提取的全局模式Pi 2 脉动二维分布特征及极光分裂位置

• 发表时间: 2008
• 作者: Tokunaga;et al
• 通讯作者: et al

A Study of Equatorial Pi 2 Pulsations at MAGDAS/CPMN : Toward A New Pi 2-Index

MAGDAS/CPMN 赤道 Pi 2 脉动研究：建立新的 Pi 2 指数

• 发表时间: 2009
• 作者: Terumasa Tokunaga;Daisuke Ikeda;Kazuyuki Nakamura;Tomoyuki Higuchi;Akimasa Yoshikawa;Teiji Uozumi;Akiko Fujimoto;Akira Morioka;Kiyohumi Yumoto;徳永旭将;徳永旭将;中村和幸;樋口知之;池田大輔;大久保翔;藤本晶子;吉川顕正;湯元清文;MAGDAS/CPMNグループ湯元清文;穂永旭将;吉川顕正;魚住禎司;樋口知之;中村和幸;湯元清文;MAGDAS/CPMNグループ湯元清文;Akiko Fujimoto[1]; Terumasa Tokunaga[2]; Shuji Abe[3]; Teiji Uozumi[4]; Akimasa Yoshikawa[5]; Ian R.Mann[6]; Peter J.Chi[7]; Mark Engebretson[8]; Archana Bhattacharya[2]; Daniel McNamara[9]; Ronald W.Pollitt[2]; Severino L.G.Dutra[10]; Akeem Babatunde Rab;Mina Sakai[1]; Yuki Hirayama[1]; Terumasa Tokunaga[2]; Akihiro Ikeda[1]; Teiji Uozumi[3]; Kiyohumi Yumoto[4]; Yumoto Kiyohumi MAGDAS/CPMN Group[5]
• 通讯作者: Mina Sakai[1]; Yuki Hirayama[1]; Terumasa Tokunaga[2]; Akihiro Ikeda[1]; Teiji Uozumi[3]; Kiyohumi Yumoto[4]; Yumoto Kiyohumi MAGDAS/CPMN Group[5]

時系列データマイニングによる動的ヘテロなシステムからの知識発見〜宇宙天気研究における大規模帰納処理システム構築へ向けて

通过时间序列数据挖掘从动态异构系统中发现知识——构建用于空间天气研究的大规模归纳处理系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 徳永旭将;et al.
• 通讯作者: et al.

Detecting Precursory Events in Time Series Data by an Extension of Singular Spectrum Transformation

通过扩展奇异谱变换来检测时间序列数据中的前兆事件

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of the 10th WSEAS International Conference on Applied Computer Science
• 作者: Terumasa Tokunaga;Daisuke Ikeda;Kazuyuki Nakamura;Tomoyuki Higuchi;Akimasa Yoshikawa;Teiji Uozumi;Akiko Fujimoto;Akira Morioka;Kiyohumi Yumoto;CPMN group
• 通讯作者: CPMN group