磁気圏－電離圏－地上間における磁気振動擾乱伝播機構の定量的分析

磁层、电离层与地面之间磁振荡扰动传播机制的定量分析

• 批准号: 17J00472
• 负责人: 今城 峻
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya University (2018-2019)Kyoto University (2017)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00472/
• 关键词: 磁場変動; オーロラ嵐; 磁気圏環電流; 磁気圏内緯度分布; 磁気嵐; 磁気圏-電離圏電流系; region-2沿磁力線電流; リングカレント; あらせ衛星; QZSS(みちびき)衛星; 内部磁気圏の背景プラズマ分布; 内部磁気圏内の沿磁力線電流の磁場効果; 沿磁力線電流の磁気圏-電離圏結合性; 磁気嵐中の沿磁力線電流とリングカレントの関係; Pc5の地上-磁気圏伝播の統計解析

本研究の目的は地上および上部電離圏、内部磁気圏において観測された磁場振動の発生要素を分解し、それぞれの地点における寄与度を定量的に明らかにすることであった。しかし、近年打ち上げられたあらせ衛星や新たに磁場データが利用出来るようになったみちびき衛星のデータにより、大規模な磁場変動を引き起こす現象のその元となる電流の構造および、粒子分布との関係性についても内部磁気圏の緯度方向に幅広い領域において調査することが出来るようになり、対象を磁場振動現象に限らず解析を行ってきた。本年度は、前年度から引き続き内部磁気圏における背景のプラズマパラメタと大規模な磁場変動の元となる圧力励起電流の平均の子午面分布をあらせ衛星を用いて明らかにした。この結果から緯度方向依存は磁気嵐の時間発展の解釈に影響を与えうることが示された。研究内容は論文としてまとめられ、JGR誌に出版された。また、赤道から離れた静止軌道高度の磁気圏に位置するみちびき衛星の磁場データを用いて、中緯度磁気圏におけるオーロラ嵐時の磁場変動の特徴からその磁場変動の原因となる電流の構造・時間発展を調べた。まず、赤道から離れたみちびき衛星を含めて複数の衛星がほぼ同一子午面上にあるようなイベントを解析し、赤道付近の衛星に比べみちびき衛星では15分程度と大幅におくれて鋭い東西磁場変動が開始することが解った。地上との時間差との対応から、地上観測から示唆されていた大規模電流系の極方向の拡大が磁気圏にも共役的にみられることが観測から初めて確認された。この結果はEarth Planet Space誌に出版されている。次の段階としてみちびき衛星とETS-VIII衛星の経度一致性を利用した、同時観測イベントの統計解析を進めており、今後オーロラ嵐時における磁気圏内での緯度方向の磁場変動要因とその分布が明らかになることが期待される。

本研究的目的是分析在地面、电离层上部和磁气层内部观察到的产生磁场振荡的因素，并定量阐明每个点的贡献程度。然而，最近发射的Arase卫星和Michibiki卫星（其磁场数据已可用）的数据揭示了电流的结构，该电流是引起大规模磁场波动现象的根源，及其与磁场的关系。研究内磁层内大范围纬度振荡的影响也成为可能，并且分析不仅限于磁场振荡现象。今年，继去年之后，我们利用阿拉拉卫星明确了磁层内层的背景等离子体参数和压力激发电流的平均子午分布，这是大范围磁场波动的根源。这一结果表明，纬度依赖性可以影响磁暴时间演化的解释。该研究成果被整理成论文并发表在JGR杂志上。此外，利用位于远离赤道的地球静止轨道高度的磁层中的Michibiki卫星的磁场数据，我们根据磁场特性研究了引起磁场波动的电流的结构和时间演化。我研究了中纬度磁层极光风暴期间的波动。首先，我们分析了包括远离赤道的 Michibiki 卫星在内的多颗卫星处于同一子午面的事件，发现与赤道附近的卫星相比，Michibiki 卫星具有尖锐的东西向磁场。明显延迟了15分钟左右的磁场波动才开始。从与地面时差的对应关系来看，观测首次证实了地面观测所暗示的大尺度电流系统向极地扩展在磁层中也以共轭方式出现。研究结果发表在《地球·行星·空间》杂志上。下一步，我们将利用Michibiki和ETS-VIII卫星的经度重合对同步观测事件进行统计分析，未来我们将阐明极光风暴期间磁层内纬向磁场波动的原因及其影响。预计分布。

项目成果

Meridional Distribution of Middle‐Energy Protons and Pressure‐Driven Currents in the Nightside Inner Magnetosphere: Arase Observations

夜侧内磁层中中能质子和压力驱动电流的经向分布：Arase 观测

• DOI: 10.1029/2019ja026682
• 发表时间: 2019
• 作者: Imajo S.;Nos? M.;Kasahara S.;Yokota S.;Matsuoka A.;Keika K.;Hori T.;Teramoto M.;Yamamoto K.;Oimatsu S.;Nomura R.;Fujimoto A.;Shinohara I.;Miyoshi Y.
• 通讯作者: Miyoshi Y.

Application of Global Three-Dimensional Current Model for Dayside and Terminator Pi2 Pulsations

全局三维电流模型在日侧和终端 Pi2 脉动中的应用

• 发表时间: 2017
• 作者: 今城 峻

Propagation of substorm-associated magnetic fluctuations in the meridional plane: Multipoint ground-satellite observations

与亚暴相关的磁涨落在子午面的传播：多点地面卫星观测

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Imajo; M. Nose; M. Aida; N. Higashio; H. Matsumoto; K. Koga; A. Yoshikawa
• 通讯作者: A. Yoshikawa

Magnetosphere-ionosphere Connection of Storm-time Region-2 Field-aligned Current and Ring Current: Arase and AMPERE Observations

风暴时间区域 2 场对准电流和环形电流的磁层-电离层连接：Arase 和 AMPERE 观测

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Imajo; M. Nose; A. Matsuoka; S. Kasahara; S. Yokota; M. Teramoto; K. Keika; T. Motoba; B. Anderson; R. Nomura; A. Fujimoto; I. Shinohara; Y. Miyoshi
• 通讯作者: Y. Miyoshi

Meridional distribution of proton plasma and pressure-driven currents in the nightside inner magnetosphere: Arase observation

夜侧内磁层中质子等离子体和压力驱动电流的经向分布：Arase 观测

• 发表时间: 2019
• 作者: 今城 峻