電磁気圏研究部

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電磁気圏研究部の主要テーマは、太陽風エネルギーの磁気圏・電離圏への輸送メカニズム、磁気圏・電離圏・熱圏の相互作用の解明です。高層大気の風や地球磁 場の観測、電波観測を世界的な規模で実施するとともに、欧州非干渉散乱(EISCAT)レーダーなどを利用した国際共同研究や、人工衛星による宇宙空間の 探査計画に向けた搭載用機器開発・地上実験設備の整備、及び、地上・衛星観測とデータ解析を 「EISCAT拠点観測」 「地上ネットワーク観測」 「宇宙惑星空間探査」 の3つのグループで行っています。

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太陽風は地球の磁場によってさえぎられるため、地球に直接ふきつけることがなく、地球磁場の勢力圏、すなわち磁気圏が作られます。地球に到来する太陽風のプラズマ粒子(電離状ガス)とエネルギーの一部は地球磁気圏に捕えられ、さまざまな物理過程を経て、地球の上層大気の電離圏で熱として吸収されたり、再び磁気圏から宇宙空間に流出します。オーロラは磁気圏から電離圏に降り込んでくる粒子と、上層大気の原子や分子との衝突により発生する光の現象で、磁気圏に蓄積された太陽風のエネルギーが電磁気圏に及ぼす影響の代表的な現象といえるでしょう。電離圏は下層大気からくるエネルギーも吸収するので、電離圏の風や温度は絶えず変動します。これらの過程で、地球の電離圏プラズマ粒子が宇宙空間に流出していることも人工衛星観測により実証されています。また、昨今は地球周辺の宇宙空間(ジオスペース:宇宙利用可能な磁気圏・電離圏の総称)への社会基盤進出が進み、ジオスペースに関する環境科学の重要性が高まり、宇宙嵐のような劇的な変動現象の精緻な観測が求められています。

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電磁気圏環境部の研究目的は、電磁気圏内での物質・エネルギーの輸送や、電磁気圏と太陽風や下層大気の間の関係を知ることです。電磁気圏では、プラズマ粒子の加速や輸送によって、電流や波動の現象が起こります。太陽風エネルギーと地球磁場の相互作用によって、磁気圏と電離圏を結ぶ巨大な電気回路も作られます。太陽風の状態は刻々と変化するので、これらの現象を連続して観測しなければなりません。大型レーダーを中心とした総合観測や、磁力計などのリモートセンシング的な地上観測のネットワーク化・高度化に加え、電磁気圏を直接計測する人工衛星やロケット観測も重要な手段です。例えば、レーザー光を上空へ打ち上げて、その反射光を受信するライダー観測や、超高層大気が発する微弱な大気光を地上で最新の光学測定装置で観測することにより、大気波動構造や風速および温度変化を調べています。また、最新のフェーズドアレイ方式を採用するEISCAT_3Dレーダー開発に参加しています。日本独自の衛星探査計画を推進し、極域のオーロラやより広大な電磁気圏のダイナミクスに関する最先端の研究を行っています。

電磁気圏研究部9

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各研究グループの研究内容は、下の通りです。

EISCAT拠点観測グループ

北欧において、大型のレーダー装置を含む各種レーダー、ナトリウムライダー、ファブリペロー干渉計、オーロライメージャなどを用いた国際協力による大規模な拠点観測を実施。

EISCAT拠点観測グループ1 EISCAT拠点観測グループ2 EISCAT拠点観測グループ3
地上ネットワーク観測グループ

北極圏から日本、赤道域にわたる広い範囲で、可視域の分光機器・電波機器群による世界に類を見ない国際ネットワーク観測を展開。

地上ネットワーク観測グループ1 地上ネットワーク観測グループ2 地上ネットワーク観測グループ3
宇宙惑星空間探査グループ

地球・惑星探査機、観測ロケットに搭載する宇宙空間・惑星大気プラズマの粒子分析器を開発し、国内・国際協力を基盤とする探査・観測計画を推進。

宇宙惑星空間探査グループ1 宇宙惑星空間探査グループ2 宇宙惑星空間探査グループ3

電磁気圏研究部のメンバー

観測データベース

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