磁気嵐回復へのイオン流出過程の寄与について:高エネルギー粒子データを用いた研究

离子流出过程对地磁暴恢复的贡献：使用高能粒子数据的研究

• 批准号: 04J00600
• 负责人: 桂華 邦裕
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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-04J00600/
• 关键词: 磁気嵐; 環状電流; 高エネルギー粒子; 電荷交換反応; IMAGE衛星; イオン流出; Geotail衛星

本年度は、はじめに、昨年度取り組んだイオン流出過程の磁気嵐回復に対する寄与を定量的に明らかにした研究をまとめた論文が、Journal of Geophysical Research誌に受理された。次に、IMAGE衛星に搭載されているHENA撮像器で得られた高エネルギー中性粒子データを用いて、最もよく知られている消失過程である中性粒子との電荷交換反応が、どの程度磁気嵐の回復に寄与しているかを観測データのみから見積もった。また、この見積もりを複数の磁気嵐回復相について行うことで、電荷交換反応過程の寄与を統計的に評価した。我々は、2001年9月から2002年12月までに発生した磁気嵐について、IMAGE衛星が磁気緯度60度以上かつ地心距離6地球半径以遠に位置する期間を選び出し、電荷交換反応による環状電流イオンエネルギーの消失率を統計的に見積もった。エネルギー消失率の見積もりには、電荷交換反応により生成された高エネルギー中性粒子の観測をもとに、研究代表者が新しく発案した2つの方法を用いた。その結果、電荷交換反応によるエネルギー消失率は、環状電流エネルギーの減衰率よりも、一桁以上小さいことが示された。また、電荷交換反応によるイオン消失量は、環状電流の大きさには依存するが、その減衰率とは相関が見られなかった。さらに、観測されている磁気嵐の速い回復(環状電流の速い減衰)は、電荷交換反応のみでは説明することができないという、これまでの環状電流モデリングで得られていた結果とは異なった結論が得られた。上記の結果は、現在Journal of Geophysical Research誌に投稿準備中である。また、昨年度に得られた成果も合わせて博士論文をまとめ、博士の学位を取得した。

今年，我们首先总结了我们去年进行的研究，定量阐明了离子流出过程对磁暴恢复的贡献，该论文被《地球物理研究杂志》接收。接下来，利用 IMAGE 卫星上的 HENA 成像仪获得的高能中性粒子数据，我们研究了与中性粒子的电荷交换反应（最著名的消失过程）对磁暴的影响程度，我们仅根据观测数据进行了估计。是否有助于经济复苏此外，通过对多个磁暴恢复阶段进行这种估计，我们统计评估了电荷交换反应过程的贡献。对于2001年9月至2002年12月发生的磁暴，我们选择IMAGE卫星位于磁纬度60度以上、地心距离6个地球半径的时段，分析了IMAGE卫星产生的环流离子能量。统计估计电荷交换反应。为了估计能量耗散率，主要研究者根据对电荷交换反应产生的高能中性粒子的观察，使用了两种新设计的方法。结果表明，电荷交换反应引起的能量耗散率比环形电流能量的衰减率小一个数量级以上。此外，虽然电荷交换反应引起的离子损失量取决于环形电流的大小，但与其衰减率没有相关性。此外，观察到的磁暴快速恢复（环电流的快速衰减）不能仅用电荷交换反应来解释，这与之前的环电流模型得出的结论不同。上述结果目前正在准备提交给《地球物理研究杂志》。此外，他还根据去年获得的成果撰写了博士论文，并获得了博士学位。

项目成果

Outflow of energetic ions from the magnetosphere and its contribution to the decay of the storm time ring current

磁层高能离子的流出及其对风暴时间环流衰减的贡献

• DOI: 10.1029/2004ja010970
• 发表时间: 2005-09-01
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: K. Keika;M. Nosé;S. Ohtani;Kazue Takahashi;S. Christon;R. Mcentire
• 通讯作者: R. Mcentire