オーロラ嵐時の電離圏全球電場構造・電流クロージャー形成の解明

极光风暴期间电离层的全球电场结构和电流闭合形成的阐明

• 批准号: 22K03707
• 负责人: 中溝 葵
• 金额: $ 2.16万
• 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 Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03707/
• 关键词: 電離圏Hall分極効果; 電離圏伝導度非一様性; 電離圏電場構造; 電離圏電流パターン; 磁気圏電離圏結合; 電離圏分極効果; Cowling効果の全球的発現; 電離圏全球電場・電流形成; 磁気圏-電離圏結合; 極域-赤道域結合

本研究は、「電離圏全球モデルによる数値計算」「超多点地上観測データ解析」「電離圏分極効果理論」により、オーロラ嵐発生時の電離圏電場構造・電流経路の全容およびその形成メカニズムを解明することを目的とする。手法としては、「大規模沿磁力線電流（FAC）・電離圏背景伝導度（日照依存成分）・オーロラ嵐FAC・オーロラ帯伝導度（オーロラ嵐発生により増強する成分）」という複数自由度において、数値計算と観測データの解析をとおし、自由度ペア毎の電離圏電場・電流パターンを調査、さらに電離圏モデルに分極場分離法を適用し、自由度ペア毎に伝導度分布・電場内訳(1次,2次場)・電流内訳(1次,2次のHall, Pedersen電流)を解析し、全球にわたる電場再構成と電流連結を明らかにし、普遍的なメカニズムを解明しようとするものである。「進捗状況」で述べる数値計算により、オーロラ嵐時の電離圏電場構造・電流経路は、背景伝導度の分布（季節）、オーロラFACの流出入の位置（オーロラ嵐の発生開始位置）に関わらず、理論的に予測される「ある特徴的のパターン」が顕れることが明らかとなった。この結果は、背景状況にかかわらず、電離圏Hall分極効果が電離圏電場・電流構造を大きくコントロールしていることを強く示すものである。また、開発中の地上磁場変動導出機能は、レーダー観測による電場データより密にデータが得られる地上磁場観測データと、数値計算結果の直接的比較を可能とするもので、数値計算と理論の検証・実証を前進させるものである。

本研究利用全球电离层模型、多点地面观测数据分析和电离层极化效应理论进行数值计算，阐明极光风暴期间电离层电场和电流路径的整体结构及其形成机制。 。该方法使用多个自由度的数值：“大尺度场对准电流（FAC）、电离层背景电导率（依赖于阳光的分量）、极光风暴FAC和极光带电导率（由于阳光而增加的分量）”极光风暴的发生）。”计算与观测通过数据分析，我们研究了每对自由度的电离层电场和电流模式，将极化场分离方法应用于电离层模型，并分析了每对自由度的电导率分布和电场击穿（初级、次级）场）・电流细分（一阶、二阶霍尔、 Pedersen电流），阐明了全局电场重构和电流耦合，并试图阐明普遍机制。通过“进展”部分描述的数值计算，确定了极光风暴期间的电离层电场结构和电流路径，无论背景电导率分布（季节）和极光FAC流入和流出的位置（起始点）极光风暴的位置）很明显，理论上预测的“某些特征模式”出现了。这一结果有力地表明，无论背景情况如何，电离层霍尔极化效应在很大程度上控制着电离层电场和电流结构。此外，目前正在开发的地磁场波动微分函数将能够将数值计算结果与比雷达观测电场数据更密集的地磁场观测数据进行直接比较，以验证数值计算和理论。它推进了示范。

项目成果

Ionospheric role in the development of the M-I convection system: generation of Alfvenic disturbances from the ionospheric convection field deformed by conductance non-uniformity

电离层在 M-I 对流系统发展中的作用：电导不均匀性变形的电离层对流场产生阿尔芬扰动

• 发表时间: 2023
• 作者: Nakamizo;A.;Yoshikawa;A.;Nakata;H.;Fukazawa;K.;& Tanaka;T.
• 通讯作者: T.

サブストーム時に発達するCW構造に応じた、中低緯度電場応答の統計的研究

根据亚暴期间形成的连续波结构对中低纬度电场响应的统计研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 林萌英;吉川顕正;藤本晶子;大谷晋一
• 通讯作者: 大谷晋一

時空発展する3次元磁場ベクトル場記述のためのアフィン接続

用于描述随空间和时间演化的三维磁矢量场的仿射连接

• 发表时间: 2022
• 作者: 中溝葵;吉川顕正;中田裕之;深沢圭一郎;田中 高史;吉川顕正
• 通讯作者: 吉川顕正

サブストーム時のCW発達に伴う中緯度領域/地上磁場・電場観応答の考察

考虑与亚暴期间连续波发展相关的中纬度地区/地面磁场/电场响应

• 发表时间: 2022
• 作者: 林萌英;吉川顕正;藤本晶;Ohtani Shinichi
• 通讯作者: Ohtani Shinichi

The Colaba (Mumbai) 1600 nT Magnetic Depression during the 1859 Carrington Storm: Its Cause and Implications into Space Weather

1859 年卡灵顿风暴期间的 Colaba（孟买）1600 nT 磁低压：其原因及其对空间天气的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: Ohtani;S.
• 通讯作者: S.