磁気嵐時の内部磁気圏―電離圏結合系における対流電場の発達過程

磁暴期间内磁层-电离层耦合系统对流电场的发展过程

• 批准号: 09J06040
• 负责人: 西村 幸敏
• 金额: $ 4.61万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06040/
• 关键词: サブストーム; オーロラ; 磁気圏-電離圏結合; 対流電場; ポインティングフラックス; サブストーム; オーロラ; 磁気圏-電離圏結合; 対流電場; ポインティングフラックス

オーロラサブストーム開始に至る時系列、および関連して発生する地磁気変動(magnetic bay,Pi 2)は40年以上にわたって論争が続いてきた、磁気圏-電離圏結合系における大きな未解明問題であった。本研究では米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)のLyons教授を訪問し、NASAのTHEMIS衛星、地上全天カメラ網のデータを用い、オーロラ帯極側境界増光がsubstormの前兆現象となることを事例解析と統計解析から明らかにした。また、SuperDARNレーダーによる電離圏プラズマ流の同時観測との比較の結果、オーロラ帯極側境界増光に先行して極冠域の赤道側向きプラズマ流が増大することが確かめられた。さらに、Resolute Bayに設置されている大気光観測データとの同時観測を調べてみると、昼側電離圏から経度方向に局在した高密度プラズマが視野内に流れてきて、磁極付近を通過して極側オーロラ帯境界に到達した。そしてその直後にオーロラ帯極側境界増光が発生した。これらの結果は、開いた磁力線上を局在した速いプラズマ流がopen-closed境界に向けて伝搬し、それがオーロラ帯極側境界増光およびそれに引き続く南北オーロラ(オーロラ帯の赤道向きプラズマ流)に接続することを示している。さらにオーロラと地磁気変動との比較をしたところ、オーロラオンセットの開始とオーロラ帯のbay変化はほぼ同時であるが、その変動はその後のものと比べて数分の一程度と小さい。その数分後にさらなるオーロラの増光が起き、高緯度側に拡大していく。その過程には1-2分周期でオーロラの増光が繰り返し起きていた。このタイミングはオーロラ帯のbayの増強、中低緯度でのbayとPi 2の開始と対応していた。これまではこれらの時系列には数分程度の任意性があったが、本研究における高解像度のオーロラ観測により、その順序が明らかになった。

导致Aurora实体发作和相关的地磁波动（磁性湾，PI 2）的时间序列已成为磁层 - 离子层耦合系统的主要无法解释的问题，这些系统一直有争议，这些系统已经有争议了40多年。在这项研究中，我们访问了美国加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的里昂教授，并使用了NASA的Themis卫星和整个陆地摄像机网络的数据来澄清案例和统计分析，即Aurora区域边界边界光的极性是替代物质的前体现象。此外，由于使用SuperDarn雷达与电离层血浆流的同时观察，因此可以证实，在Aurora区域的边界增加之前，血浆流向极性cap区域的赤道增加。此外，当我们研究了安装在Resolute Bay上的大气光观察数据的同时观察时，从白天电离层从经度方向局部的高密度等离子体流入视场，经过磁极附近并到达极极带边界。此后，立即增加了Aurora区域边界光。这些结果表明，在磁场的开放线上局部的快速等离子体流朝向开放式边界，该边界连接到极边界增强和随后的南北极光（Aurora带的赤道等离子体流）。此外，当比较极光和地磁波动时，极光发作的开始和极光区的海湾变化几乎同时是同时的，但是与后续的波动仅大约是一小部分时间。几分钟后，进一步的Aurora灯开始增加，向更高的纬度扩展。在此过程中，极光反复暴露于1-2个周期中的光。这个时机对应于Aurora频段中的Bay的增加以及Bay和PI 2在中和低纬度纬度的开始。到目前为止，这些时间序列的任意特征仅为几分钟，但是这项研究中的高分辨率Aurora观察结果揭示了该顺序。