衛星・地上複合観測と計算機実験によるオーロラ微細電流系の生成メカニズムの解明

通过星地结合观测和计算机实验阐明极光微电流系统的产生机制

• 批准号: 11J02151
• 负责人: 西山 尚典
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02151/
• 关键词: オーロラ; 地上光学観測; マルチスケール間結合; スケール間結合

本研究では,脈動オーロラ(以下,PA)のスケール横断特性の統計的性質を議論するために,2011年12月から2012年2月に観測された53例のイベントの解析を行った.用いたデータはアラスカ州フェアバンクスにて昨年2011年11月末から2012年4月上旬まで行った高速EMCCDカメラ(視野49×49°,100fps)の地上観測によるものである.解析の結果,PAの高速変調成分は1.5-3.3Hzの周波数に分布し,先行研究であるRoyrvik and Davis.[1977]と良い一致を示した.また,これらの変調成分の周波数はPAの発光強度と比較的良い相関(相関係数0.52)が見られ,これは磁気圏におけるwhistler mode chorusの非線形成長理論における周波数掃引率と波動の瞬間振幅の関係から説明が定性的に可能であり,PAがwhistler mode chorusによって駆動され,その変調成分が波動粒子相互作用の活動度の直接的な指標となり得る可能性を示した.対照的に,PAのより長周期な明滅周期とPAの発光強度に相関は見られず,長周期成分が必ずしも波動粒子相互作用を直接反映するもではないことを観測的に示唆した.この結果に対する説明として,より長周期のcompressional mode waveが磁束管内のcold plasma densityを変化させることで,電子とwhistler mode chorusの共鳴条件を制御していることが考えられる.また,本研究によってPAのサブ構造中に変調成分が卓越することが多数のイベントに初めて確認されたが,変調周波数とサブ構造のスケールに明確な関係は見られなかった.両者の物理的な因果関係は今後の研究課題としてあげられる.

在这项研究中，我们分析了 2011 年 12 月至 2012 年 2 月观测到的 53 个事件，以讨论去年 2011 年从阿拉斯加州费尔班克斯采集的脉动极光 (PA) 的跨尺度特征的统计特性。这是基于从 2012 年 11 月底到 2012 年 4 月初使用高速 EMCCD 相机（视场 49 x 49°，100 fps）进行的地面观测。分析结果显示，高速Royrvik之前的研究表明，PA的调制分量分布在1.5-3.3Hz的频率范围内。和Davis [1977]。此外，这些调制分量的频率与PA发射强度具有相对较好的相关性（相关系数为0.52），这是由于磁层中哨声模式合唱的非线性，这可以得到定性的解释。从增长理论中扫频速率与波的瞬时幅度的关系来看，PA处于哨声模式。结果表明，调制分量可以直接指示波粒相互作用的活性。相反，PA的较长闪烁周期与PA的发射强度之间没有相关性。不一定直接反映波粒相互作用。对此结果的一个解释是，较长周期的压缩模式波改变了磁通管中的冷等离子体密度，从而产生了电子和哨声模式。此外，这项研究首次证实了在许多事件中调制分量在PA的子结构中占主导地位，但调制频率与子结构的规模没有发现明确的关系。物理因果关系两者之间的关系是未来研究的课题。

项目成果

ine scale structures of pulsating auroras in the early recovery phase of substorm based on the ground-based EMCCD camera observations

基于地基 EMCCD 相机观测的亚暴早期恢复阶段脉动极光的细尺度结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Nishiyama;T.;T.Sakanoi;D.Hampton;Y.Miyoshi;R.Kataoka;Y.Katoh;K.Asamura;S.Okano
• 通讯作者: S.Okano

Temporal and spatial variations of pulsating auroras in fine-scale obtained from ground-based observations

从地面观测获得的细尺度脉动极光的时空变化

• 发表时间: 2012
• 作者: 西山尚典;坂野井健;D. L. Hampton;三好由純;片岡龍峰;岡野章一
• 通讯作者: 岡野章一

Southward propagating auroral structure with sub-structures in the early recovery phase of the substorm

亚暴早期恢复阶段向南传播的极光结构及其子结构

• 发表时间: 2012
• 作者: 西山尚典;坂野井健;D. L. Hampton;三好由純;片岡龍峰;岡野章一
• 通讯作者: 岡野章一

サブストーム回復相の初期における脈動オーロラ微細構造

亚暴恢复阶段开始时的脉动极光微结构

• 发表时间: 2012
• 作者: 西山尚典;坂野井健;三好由純;片岡龍峰;加藤雄人;浅村和史;D. L. Hampton;岡野章一
• 通讯作者: 岡野章一

Fine-scale characteristics of black aurora and its generation process

黑色极光的细尺度特征及其生成过程

• 发表时间: 2012
• 期刊: Auroral Phenomenology and Magnetospheric Process : Earth and Other Planets, Geophysical Monograph Series
• 作者: Sakanoi;T.;Y. Obuchi;Y. Ebihara;Y. Miyoshi;K. Asamura;A. Yamazaki;Y. Kasaba;M. Hirahara;T. Nishiyama;and S. Okano
• 通讯作者: and S. Okano