目的  高度80 km から110 km の大気温度を測定することにより、この高度領域の大気温度 変動現象を解明する。 特に、太陽風エネルギーがどのように散逸していくかを、温度変動と風速変動に着目して明らかにする。

設置場所 ノルウェートロムソEISCATレーダー観測所(北緯69.6度、東経19.2度)

概要説明 地球の超高層大気(高度90kmより上)では、地球表面と比較して低密度(百万分の1以下)ながらも、 大気は存在しています。下部熱圏と呼ばれる高度90kmから130kmの高度領域は、 宇宙と地球大気をつなぐ遷移領域とも言え、いろいろな興味深い物理現象が起こっている。 下層大気から伝搬してくる大気重力波、大気潮汐波は、この高度領域で散逸し、 大気ダイナミクスに大きな影響を与えています。一方で、太陽風エネルギーは、磁気圏を経由して、 高緯度熱圏に進入し、散逸しています(例 オーロラの発生)。このように、高緯度下部熱圏は、 下層大気や磁気圏からのエネルギー注入により、非常にダイナミックに変動しています。 これまで我々は、レーダーを用いて、大気風変動に着目してこの高度領域の現象を研究してきました。 この研究のさらなる進展のために、大気温度の測定が必要であり、ナトリウムライダーを新たに導入しています。 このナトリウムライダーと既存の観測装置との連携により、重要な物理パラメーターが精度良く測定でき、 オーロラに代表される、磁気圏−電離圏−熱圏結合の研究の解明が大きく進むと考えています。

ナトリウム層   高度80 kmから110 kmの領域には、ナトリウム原子が多数存在しています。このナトリウム原子は波長589 nmの光を大きく散乱します。この性質を用いて、この高度領域の大気温度を測定することができます。

ライダー   ライダーは光のレーダーです。地上から強い光を上空に打ち上げて、上空から散乱される光を地上で受信します。受信には、大きな口径の望遠鏡や弱い光を受信できる光電子増倍管(フォトマル)が用いられます。

レーザー発生(589 nm )の原理  ネオジウムヤグ結晶から発振する2波長(1ミクロンと1.3ミクロン)の光を合成すると、発振します。これは自然界の偶然(奇跡)です。




作業記録(写真)

(1)コンテナハウスの設置  ライダーシステムは、3つのコンテナハウスに収納されます。 この設置に作業の記録です。

(2)日本でテスト観測   トロムソに設置する準備段階として、理研(和光) にてテスト観測を行いました。

(3)ライダーの設置   トロムソでの設置記録です。なかなか大変でした。

(4)ライダー観測   2010年9月29日からトロムソにてついに観測スタート。夜間にオレンジビームが輝きます。

(5) New container (September 2015)



LIDAR data

Publications (PDF)


コラム
ライダー用コンテナを設置せよ!〜2009年10月〜

ライダーテスト観測成功!〜2009年11月〜

北極域超高層大気の温度変動に迫る〜新ナトリウムライダー〜  STEL Newsletter No. 58

New sodium lidar at Tromsoe, Norway TG4 newsletter No. 5

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Last edition on September 8, 2015



ナトリウム温度ライダープロジェクト