地球とジオスペースをつなぐ鉛直物質輸送観測の新手法

观测连接地球和地球空间的垂直质量传输的新方法

基本信息

批准号：
21K18315
负责人：
江尻省
金额：
$ 16.64万
依托单位：
National Institute of Polar Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

地球と宇宙の境界領域（高度80-150 km）は、大気が中性大気から電離大気（プラズマ）に変化する地球大気の遷移領域である。しかし、中性大気とプラズマ共に観測手段が限られており、同時観測が困難であるため、化学変化を伴うこの領域の物質輸送は本質的に未解明である。本研究では、この遷移領域において同一空間の中性原子とイオンの密度高度分布を同時に観測可能な世界初の原子・イオン共鳴散乱ライダーを開発し、地球と宇宙をつなぐ物質の鉛直輸送過程を解明することを目的としている。送信レーザー開発では、チタンサファイア（Ti:s）レーザーをベースにした二波長同時発振・注入同期固体レーザーで、カルシウムイオン（Ca+）の共鳴散乱線（393.5 nm）に続き、カルシウム原子の共鳴散乱線（422.8 nm）での発振を確認した。共振器の調整により、単独発振の安定化・高出力化を進めている。ライダーシステム開発では、初年度に波長計の絶対波長校正システムを構築したが、波長計の校正実験中はTi:sレーザーの波長制御には使えない、つまり波長計を校正するためには観測を止めなければならないことが問題だった。波長計でTi:sレーザーの発振波長を制御しながら絶対波長校正も行うために、波長計の参照光源を波長安定化He-Neレーザー光から発振波長をカリウム原子のDoppler-freeの一つにロックしたレーザー光に置き換えることを試みている。また、送信レーザーと受信光学系を組み合わせてCa+およびCaのライダー観測実験も行い、イオン・原子共に有効な共鳴散乱信号を得ることにも成功した。

地球与宇宙之间的边界区域（高度为80-150 km）是地球大气中的过渡区域，那里的大气从中性大气变为离子大气（等离子体）。但是，由于观察平均值在中性气氛和等离子体方面都受到限制，因此同时观察很难，因此该区域的材料在该区域的运输并伴有化学变化。这项研究旨在开发世界上第一个原子 - 离子共振散射雷达，该散射雷达可以同时观察到该过渡区域中同一空间中中性原子和离子的密度高度分布，并阐明与地球和宇宙相连的物质垂直传输过程。在开发传输激光器中，基于钛蓝宝石（TI：S）激光的两波长同时振荡/植入固定态激光器被证实，钙离子（393.5 nm）的振动液（CA+）（CA+）（CA+）的振动液被证实，散射（393.5 nm），然后散射（422.8 nm）。通过调整谐振器，独立的振荡稳定并增加了输出。在LIDAR系统的开发中，我们在第一年为波长计为波长计构建了一个绝对波长的校准系统，但是在波长仪校准实验中，不可能将其用于Ti：S激光器的波长控制，这意味着必须停止观察以校准波长计。为了在控制Ti：S激光器的振荡波长时进行绝对波长的校准，我们正在用激光光将振荡波长锁定在振荡波长中的波长仪的参考光源中，从而替换振荡波长从多普勒稳定的波长稳定稳定性的无效potassium。此外，我们通过组合传输激光器并接收光学系统进行了激光观察实验，并成功获得了对离子和原子有效的共振散射信号。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

昭和基地で観測された中間圏カルシウムイオン層の挙動

在昭和站观测到的中间层钙离子层的行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
江尻省;西山尚典;津田卓雄;堤雅基;阿保真;津野克彦;川原琢也;小川貴代;和田智之;中村卓司
通讯作者：
中村卓司

超高層大気中の金属原子・イオンの観測を目指したライダーシステムの開発

开发旨在观测高层大气中金属原子和离子的激光雷达系统

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林蒼汰;橋本彩香;音瀬めぐみ;大饗千彰;桂川眞幸;江尻省;中村卓司;西山尚典
通讯作者：
西山尚典

A long lived mesospheric Ca+ ion layer observed by a resonance scattering lidar at Syowa

由昭和的共振散射激光雷达观测到的长寿中层钙离子层

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. K. Ejiri;T. Nishiyama;T. T. Tsuda;M. Tsutsumi;T. Nakamura;M. Abo;K. Tsuno;T. D. Kawahara;T. Ogawa;and S. Wada
通讯作者：
and S. Wada

超高層大気観測を目的とした二波長共鳴散乱ライダーの開発

用于高层大气观测的双波长共振散射激光雷达的研制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
橋本彩香;音瀬めぐみ;小林蒼汰;大饗千彰;桂川眞幸;江尻省;西山尚典;中村卓司
通讯作者：
中村卓司

The first observation of metal ion layer by a resonance scattering lidar in the Antarctic

共振散射激光雷达在南极首次观测到金属离子层

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. K. Ejiri;T. Nishiyama;T. T. Tsuda;M. Tsutsumi;K. Tsuno;M. Abo;T. D. Kawahara;T. Ogawa;S. Wada;and T. Nakamura
通讯作者：
and T. Nakamura