宇宙地球環境変動予測

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融合研究プロジェクト
「宇宙地球環境変動予測」

過去半世紀に亘り人類の宇宙進出は急速に進み、今やその探査領域は太陽系全体に広がりつつあります。その結果、太陽と宇宙空間の変動は地球の気候や人間社会にも影響を与えることが分かってきました。例えば、1859年に英国の天文学者キャリントンが発見した強力な太陽面爆発(フレア)と、それに伴う超高速のコロナ質量放出(CME)及び巨大磁気嵐など一連の現象(キャリントン・イベント)がもし現代において起きた場合、電力、衛星、航空、通信ネットワークは前例の無い致命的な打撃を全地球的に受けると考えられています。さらに、最新の恒星観測や樹木年輪の解析によって、これを大きく上回る事象が起きる可能性も指摘されています。しかし、太陽フレアやコロナ質量放出(CME)など太陽面爆発の発生機構とその影響に関する詳細なメカニズムは未だ十分に解明されていません。それ故、現代社会は、将来起き得る巨大な太陽面爆発に起因した激烈な宇宙環境変動に対して潜在的なリスクを抱えています。このため、「宇宙地球環境」の変動と影響を正確に理解し予測するための科学的な基盤を早急に確立することは喫緊の課題です。また、正確な未来予測を行なうための技術開発は宇宙科学と地球科学に共通した課題であり、分野を横断した多角的な研究への取り組みが求められています。

「宇宙地球環境変動予測プロジェクト」は、そうした認識のもと、太陽物理学、地球電磁気学、気象学・気候学、宇宙工学及び関連する諸分野の専門家が密接に連携し、基礎的な科学研究と社会基盤としての予測技術の開発を相乗的に発展させることを目的とした新たな融合研究プロジェクトです。本プロジェクトは文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型)「太陽地球圏環境予測:我々が生きる宇宙の理解とその変動に対応する社会基盤の形成(領域代表:草野完也、平成27年度~平成31年度)」の支援も受けながら、国内外の研究者との共同研究として以下の課題に取り組んでいます。

  1. 次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発
    先進的な物理モデルに基づく次世代宇宙天気予報スキームを構築すると共に、予報結果の検証から現象のメカニズムの理解を深化させるための双方向システムを開発する。
  2. 太陽嵐の発生機構の解明と予測
    ひので衛星による精密太陽磁場観測データとコンピュータシミュレーションの連携によって信頼性の高い太陽面爆発の予測を実現すると共に、太陽及び太陽風の連続観測と惑星間空間モデルの同化を通して太陽嵐のリアルタイム予測を行なう。
  3. 地球電磁気圏擾乱現象の発生機構の解明と予測
    地球電磁気圏擾乱現象の衛星及び地上観測データの解析とコンピュータシミュレーションの連携により、宇宙放射線環境、電離圏変動、地磁気誘導電流を予測するモデルの開発を行う。
  4. 過去の極端宇宙天気現象の探索
    樹木年輪や氷床中の宇宙線生成核種(同位体)や大規模フレア爆発に伴う生成化合物の精密分析を通して過去に発生した巨大太陽フレアを探る。恒星観測データの分析より太陽が起こし得る超巨大フレア爆発の可能性を探る。
  5. 宇宙地球環境変動予測を目指した多角的な数理解析研究
    多角的な環境予測のための分野横断型数理解析研究を行う。このため、数値計算アルゴリズム開発、ハイパフォーマンスコンピューティングによる大規模シミュレーション研究、機械学習システム開発、同化手法開発、ビッグデータ分析などの技術開発を多様な分野の専門家による共同研究として幅広く実施する。

宇宙地球環境変動予測プロジェクト

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