電波観測を用いたリアルタイム宇宙天気予報システムの構築

利用无线电观测构建实时空间天气预报系统

• 批准号: 15J09524
• 负责人: 岩井 一正
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: National Institute of Information and Communications Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09524/
• 关键词: 太陽; 宇宙天気; 電波観測; FPGA; コロナ; 電波天文; デジタル分光

太陽の大気コロナでは、フレアに代表される爆発現象や、コロナ質量放出(以下CME)と呼ばれるプラズマ雲の放出現象が発生する。その過程では、強い電波放射(太陽電波バースト)が発生する。粒子の伝搬速度よりも電波の伝搬速度は速いため、電波バーストの検出は宇宙天気災害の有効な予報手段となる。山川望遠鏡は受け入れ研究機関であるNICTが新たに開発した太陽電波望遠鏡である。観測周波数帯域は70MHz - 9GHzであり、フレアに起因する太陽電波バーストの発生周波数帯域をほぼ全てカバーできる。本望遠鏡にはFPGAを用いた最新鋭のデジタル分光計OCTAD-Sが搭載され、観測する全帯域で8msの時間分解能で連続観測が可能である。本年度はこの新型分光計の性能評価および査読論文への投稿を行った。論文は現在査読中である。論文化と並行して山川望遠鏡を用いた太陽電波バーストの定常観測を行った。その結果、多数の電波バーストの受信に成功した。特に2016年4月18日に発生した太陽フレアに伴う電波バーストは、NICTが毎日行っている宇宙天気予報の直前に発生した。そのため関連する太陽フレアによって発生した高エネルギー粒子の地球への到来を、電波バーストの情報から到来前に予測し、予報発令に反映させることに成功した。この予報成功は本研究の重要な目的の達成を意味する。今後は電波バーストの自動認識システムを付加することで、粒子の到来前予測の例を増やすことが課題である。この他、山川望遠鏡と相補的な情報が得られるミリ波・サブミリ波の太陽観測を実現するために野辺山45m望遠鏡による太陽観測実験を行い、高度高度な較正手法を開発した。この技術を応用して日米欧の国際協力で建設された大型ミリ波・サブミリ波電波干渉計ALMAによる太陽観測国際チームに参画し、ALMAを用いた世界初の太陽観測実験を成功させることに大きく貢献した。

在太阳大气中，发生了爆炸现象，例如耀斑和血浆云发射现象，称为电晕质量发射（以下称为CME）。在此过程中，产生强大的无线电波辐射（太阳能无线电波爆发）。由于无线电波传播速度比粒子传播速度快，因此无线电波爆发的检测是太空天气灾害的有效预测因子。 Yamakawa望远镜是由验收研究所NICT新开发的太阳能射电望远镜。观察频带为70MHz -9GHz，几乎可以覆盖由于耀斑引起的太阳无线电波爆发的几乎所有频带。该望远镜使用FPGA配备了最新的数字光谱仪Octad-S，可以在整个观测带上连续观察8ms的时间分辨率。今年，我们评估了该新光谱仪的性能，并将其提交给同行评审的论文。该论文目前正在同行评审中。与学术文化同时，使用Yamakawa望远镜对太阳能无线电波爆发进行了稳态观察。结果，成功收到了许多无线电波爆发。特别是，2016年4月18日太阳能耀斑造成的无线电波爆发发生在午餐每天进行的太空天气预报之前。因此，我们成功地预测了相关太阳耀斑在到达之前从无线电波爆发信息到达地球产生的高能颗粒的到来，并反映在发布的预测中。这项成功的预测意味着实现这项研究的重要目标。将来面临的挑战是添加一个自动无线电爆发识别系统，以增加颗粒预预测预测的示例的数量。此外，为了实现对毫米波和亚毫米波的太阳观测，这些波浪为山川望远镜提供了互补的信息，我们使用Nobeyama 4500万望远镜进行了太阳观测实验，并开发了高级校准方法。使用这项技术，他使用了大型毫米波和次毫米无线电干涉仪ALMA参加了国际太阳能观察团队，该技术是由日本，美国和欧洲之间的国际合作建造的，并为世界上首次使用Alma的首次成功的太阳能观察实验做出了巨大贡献。

项目成果

NICT新太陽電波望遠鏡と宇宙天気予報

NICT新型太阳射电望远镜和空间天气预报

• 发表时间: 2016
• 作者: 岩井一正;久保勇樹;石橋弘光;直井隆浩;亘慎一;石井守
• 通讯作者: 石井守

Observation of the Solar Chromosphere at 2.6 mm

2.6 毫米处太阳色球层的观测

• 发表时间: 2016
• 作者: Iwai;K;Shimojo;M;Asayama;S;Minamidani;T;White;S;Bastian;T;and Saito;S
• 通讯作者: S

New Solar Radio Telescope of NICT

NICT新型太阳射电望远镜

• 发表时间: 2015
• 作者: Iwai;K.;Kubo Y.;Watari S.;Ishibashi H.;& Ishii M.
• 通讯作者: & Ishii M.

電波による太陽活動の長期観測とその評価方法

利用无线电波对太阳活动进行长期观测及其评价方法

• 发表时间: 2015
• 作者: 岩井一正;篠原徳之;久保勇樹;下条圭美;南谷哲宏;齋藤正雄
• 通讯作者: 齋藤正雄

野辺山強度偏波計による太陽電波長期観測

使用野边山强度偏振计进行长期太阳电波观测

• 发表时间: 2015
• 作者: 岩井一正;柴崎清登;下条圭美;篠原徳之;川島進;新海久子;竹村美和子;花岡庸一郎;齋藤正雄;南谷哲宏
• 通讯作者: 南谷哲宏