＊おまけ

これまでの研究活動パート２

 

野澤悟徳

 

少しソフトに記載します。

 

（１）天文学の時代

小さい頃、なぜか天文学者になるのが夢でした。でも、学業成績はさっぱり。数学はできたけど、他は悲惨。きりきり普通科高校に行けるレベル。。高校でなぜか成績がぐっと上がり、名古屋大学理学部に合格〜〜　そして、４年生の研究室配属の時に、名大理学部では（天文学科ではないけど）宇宙物理の研究が盛んであることを、初めて知る（ひえーーすいません）。電波天文学の研究室に配属。（同期6名いたけど、楽しかったな。みな元気かな？）　大学院に向けて勉強して、見事に合格〜〜　でも、当時の教授先生から、「君　大学院からいらないから〜」と冷たいお言葉をいただく。。。それでも、真面目に卒業研究していたら、卒業式の日に、「大学院から研究室に入れてあげるよ」と優しいお言葉をいただく（ただし、助教授の先生からですが。。）。そこから、電波天文（ミリ波）の研究をしていました。対象は、約500光年先の　へびつかい座暗黒星雲群。星間分子雲の分布や、高密度領域（分子雲コア）の観測研究です。この高密度領域がさらに収縮すると星が生まれるかもしれません。ミリ波観測のシーズンは、空気が乾燥している秋から春。へびつかい座は、夏の星座なんだよね。さそり座アンタレスのそばだし。電波望遠鏡なので、晴れていれば24時間観測可能。星の南中高度の時刻は、毎日約４分早くなります。１週間で30分、1月で2時間、1年で24時間（元に戻る）。観測時間が早い方にずれていきます。秋の夜から始まって、だんだんと、早朝にずれていきます。真冬午前3時からの観測開始とか。。ようやくまともな時間帯になると、観測シーズン終わり〜それでも観測に没頭しました。毎日観測カバーエリアが増えていくのは、達成感がありました。

 

D2の6月に降って湧いた（ラブストーリーは突然に、みたいな突然）就職話が。。。空電研究所（地球科学の超高層大気物理学）の助手に応募しました。そしたら、なぜか採用。おいおい、D論どうすんだ。。。就職先の教授先生から「まあ、博士号は取ってね」と優しい言葉をいただき、助手として勤めながら、しばし、天文学を継続し、なんとか1991年に博士号取得。2年かかったのが、辛かった（すいません）。さて、ようやく本腰いれて、超高層大気物理学分野の研究開始だが、、、テーマはどうする？

 

天文関係の論文

Uchida, Y., A. Mizuno, S. Nozawa and Y. Fukui, Velocity split along the Rho Ophiuchi Streamer

 (North): Spinning Streamer as "Angular Momentum Drain" from Massive Cloud of Active Star-Fomation,

Publ. Aston. Soc. Japan, 42, 69-83, 1990.

Mizuno, A., Y. Fukui, T. Iwata, S. Nozawa and T. Takano, A Remarkable multilobe molecular outflow: r Ophiuch East, Associated with IRAS 16293-2422, Astrophys. J., 356, 184-194, 1990.

Nozawa, S., A. Mizuno, Y. Teshima, H. Ogawa and Y. Fukui, A study of ¹³CO cloud cores in Ophiuchus, Astrophys. J. Suppl., 77, 647-675, 1991.

Dobashi, K., S. Nozawa, Y. Hayashi, F. Sato, and Y. Fukui, A Molecular cloud and a CO outflow associated with IRAS 22134+5834, Astro. J., 107, 2148-2152, 1994.

Dobashi, K., J.-P. Bernard, Y. Yonekura, S. Nozawa, S. Morimoto, P. Abraham, Y. Kumai, Y. Hayashi, and Y. Fukui, ¹²CO and ¹³CO Observations toward two Small Molecular Clouds with Luminous Protostellar Canditates, Publ. Aston. Soc. Japan, 47, 837-843, 1995.

Iino, T., H. Sagawa, T. Tsukagoshi, and S. Nozawa, A belt-like distribution of gaseous hydrogen cyanide on Neptune’s equatorial stratosphere detected by ALMA, submitted to ApJL, 2020, under review.

 

 

（２）EISCATレーダーを用いた下部熱圏風の時代

1991年の夏に箱根チャップマンコンファレンスがあり、そこにEISCAT業界の重鎮、トロムソ大学のBrekke先生が参加され、そのあと、EISCAT共同研究のために、我々の研究室を訪問。ちょうど文科省在外研究員に応募するところで、当初は、オスロ大学に応募しようかなと思っていたら、「君〜〜 EISCATならトロムソだよ。サイトはすぐそばだし。絶対おいでよ〜〜」ということで、急遽トロムソ大学に変更。採用されて、1992年2月から滞在することになりましたが、運悪く（運良く）頼みのBrekke先生2月から3ケ月間、太陽地球環境研究所の客員教授として日本に滞在することに。あれ、入れ替わりやん。。。おまけに私の英語力は、、、、poooooooorrrrrr!　どうする？辛い日々でございました。まあ、多少行き違いがありましたが、この滞在から、研究対象が北極域下部熱圏(高度90-130 km)になりました。ここに重点を置いた研究をかれこれ30年近く実施しています。

 

Brekke先生とは、30年近くのおつきあい。大変お世話になっております。お世話になりっぱなし。何度も豪邸や街のレストランにお招きいただき、（時には同行した学生たちと共に）Dinnerをゴチになっております。2019年9月にも豪邸にお招きいただき、昔話しに花を咲かせました。Brekke先生は、私の偉大なる師匠です。Brekke先生とは、Nozawa and Brekkeで4編論文を書きました。Nozawa, Brekkeと他1名で、3編論文を書きました。それ以外にも多数の共著論文があります。

 

EISCATレーダーを用いたE-regionの中性風シリーズ

Brekke, A., S. Nozawa and T. Sparr, Studies of the E region neutral wind in the quiet auroral ionosphere, J. Geophys. Res., 99, 8801-8825, 1994.

Nozawa, S. and A. Brekke, Studies of the E region neutral wind in the disturbed auroral ionosphere, J. Geophys. Res., 100, 14,717-14,734, 1995.

Brekke, A., S. Nozawa and M. Sato, Samples of auroral E-region parameters derived from EISCAT experiments, J. Geomag. Geoelectr., 47, 889-909, 1995.

Nozawa, S., A. Brekke and R. Fujii, Studies of the E region neutral wind in the auroral ionosphere using two long-run data, J. Geomag. Geoelectr., 49, 641-673, 1997.

Nozawa, S. and A. Brekke, Studies of the auroral E-region neutral wind through a solar cycle: Quiet days, J. Geophys. Res., 104, 45-66, 1999.

Nozawa, S. and A. Brekke, Seasonal variation of the auroral E-region neutral wind for different solar activities, J. Atoms. Solar-Terr. Phys., 61, 585-605, 1999.

Nozawa, S. and A. Brekke, A case study of the auroral E region neutral wind on a quiet summer day: Comparison of three methods of the EISCAT UHF radar for deriving the E region wind, Radio Science, 35, 845-863, 2000.

 

1990年代は、F大先生とともに、日本のEISCAT加盟に向けて頑張っていました。1996年に加盟を果たした後は、EISCATの共同利用に専心しました。この時、Brekke先生やユルゲンレットガー（当時EISCAT所長）が、いろいろ助けてくれました。EISCAT科学協会所属の Peter Collis先生もデータ処理や、EISCATのオペレーションにたくさん助けていただきました。日本のEISCAT関係の北欧での活発な研究活動は、これらの援助があってこそです。まことに感謝です。

 

（３）中間圏へ進出（降下；さらに地球表面に近くなりました）

下部熱圏風の研究を進めていると、大気波動の影響がより深く知りたくなります。大気波動は、下層大気（対流圏、成層圏）から伝わってくる。そうなると、下部熱圏の下、中間圏を観たくなる。運良くMFレーダー用の送信機（たしか500万円ぐらい）の購入資金が手に入り、トロムソ大とサスカッチャアン大学が共同運営しているトロムソMFレーダーに参画し、1998年11月から、高度70-100 kmの風速データを取得しております。MFレーダーとEISCATレーダーを併用することにより、高度70 kmから120 kmまでの広範囲な高度領域をカバーでき、研究が進みました。EISCATレーダーとMFレーダーの合わせ技や　MFレーダーを用いた主な論文は以下の18編。このころから、Chris Hallさんと深く付き合うようになりました。MFレーダーは、時間分解能(5分)が高いですが、電子密度の低い冬季や、逆に電子密度の高い夏季の観測に若干問題があり、データの取得率が下がります。一方で、流星レーダーは、時間分解能は1時間ですが、流星エコーを取得しているので、太陽光に関係なくデータが取れます。MFレーダーの次は、流星レーダーを設置したいと思い、いろいろ動いていましたが、うまくいきませんでした。運良く2006年に、流星レーダー設置予算が認められ、北極海の孤島ベアアイランド（北緯74.5度）に流星レーダーを設置し、約6年間運用しました。その後、2014年に、アルタに移設しています。

 

MFレーダー関係論文

Hall, C., S. Nozawa, A. Manson and C. Meek, Determination of turbulent energy dissipation rate directly from MF-radar determined velocity, Earth Plan. Sci., 52, 137-141, 2000.

Hall, C. M., S. Nozawa, C. E. Meek, and A. H. Manson, On the response of upper homosphere turbulence to solar and geomagnetic disturbances, Earth Plan. Sci., 54, 699-705, 2002.

Nozawa, S. A. Brekke, A. Manson, C. Hall, C. Meek, K. Morise, S. Oyama, K. Dobashi, and R. Fujii, A comparison study of the auroral lower thermospheric neutral winds derived by the EISCAT UHF radar and Troms_ medium frequency radar, J. Geophys. Res., 107, 10.1029/2000JA007581, SIA 29-1 - SIA29-20, 2002.

Hall, C.M, S. Nozawa, C. E. Meek, A. H. Manson, and Yi Luo, Periodicities in energy dissipation rates in the auroral mesosphere / lower thermosphere, Ann. Geophys., 21, 787-796, 2003.

Nozawa, S., S. Imaida, A. Brekke, C Hall, A Manson, C. Meek, S. Oyama, K. Dobashi, and R. Fujii, The quasi 2-day wave observed in the polar mesosphere, J. Geophys. Res., 108, 10.1029/2002JD002440, ACL 3-1 _ 3-12, 2003.

Hall, C. M., T. Aso, A.H. Manson, C.E. Meek, S. Nozawa, and M. Tsutsumi, High latitude mesospheric mean winds: a comparison between Troms_ (69°N) and Svalbard (78°N), J. Geophys. Res., 108, doi:10.1029/2003JD003509, 2003.

Nozawa, S., H. Iwahashi, A. Brekke, C. Hall, C. Meek, A. Manson, S. Oyama, Y. Murayama and R. Fujii, The quasi 2-day wave observed in the polar mesosphere (2): Comparison of the characteristics observed at Troms_ and Poker-Flat, J. Geophys. Res., 108, 101029/2002JD003221, 2003.

Manson, A. H., C.E. Meek, C.M. Hall, S. Nozawa, N.J. Mitchell, D. Pancheva, W. Singer, and P. Hoffmann, Mesopause dynamics from the Scandinavian triangle of radars within the PSMOS-DATAR project, Ann. Geophys., 22, 367-386, 2004.

Hall, C. M., T. Aso, M. Tsutsumi, S. Nozawa, A.H. Manson, and C.E. Meek, Testing the hypothesis of neutral turbulence on the deduction of ambipolar diffusivities from meteor trail expansion, Ann. Geophys. Letter, 23, 1071-1073, 2005.

Hall, C.M., T. Aso, M. Tsutsumi, S. Nozawa, A.H. Manson and C.E. Meek, A comparison of MLT neutral winds as determined by meteor and medium frequency radar at 70°N, Radio Sci., 40, RS4001, doi:10.1029/2004RS003102, 2005.

Hall, C.M., T. Aso, M. Tsutsumi, S. Nozawa, C.E. Meek and A.H. Manson, A comparison of meteor and medium frequency radar kilometer scale MLT dynamics at 70°N, J. Atm. Sol-Terr. Phys., 68, 309-316, 2006.

Hall, C., S. Nozawa, A. Manson, C. Meek, Tidal signatures in mesospheric turbulence, Ann. Geophys., 24, 453-465, 2006.

Hall, C. M., A. H. Manson, C. E. Meek, and S. Nozawa, Isolated lower mesospheric echoes seen by medium frequency radar at 70_N, 19_E, Atmos. Chem. Phys., 6, 5307-5314, 2006.

Hall, C.M., A. Brekke, A. H. Manson, C. E. Meek, S. Nozawa, Trends in mesospheric turbulence at 70°N, Atmospheric Science Letters, 8, 80-84, 2007.

Hall, CM., A. H. Manson, C. E. Meek, and S. Nozawa, Mesospheric turbulence during PMWE-conducive conditions, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 7, 7035-7049, 2007

Hall, C., C. Meek, A. Manson, S. Nozawa, Turbopause determination, climatology and climatic trends, using medium frequency radars at 52_ and 70_N, J. Geophys. Res., 113, D13104, doi:10.1029/2008JD009938, 2008.

Nozawa, S, Y. Ogawa, S. Oyama, H. Fujiwara, T. Tsuda, A. Brekke, C. Hall, Y. Murayama, S. Kawamura, H. Miyaoka, and R. Fujii, Tidal waves in the polar lower thermosphere using the EISCAT long run data set obtained in September 2005, J. Geophys. Res., 115, A08312, doi:10.1029/2009JA015237, 2010.

Hall, C. M., S. E. Holmen, C. E. Meek, A. H. Manson, and S. Nozawa, Change in turbopause altitude at 52 and 70 deg N, Atmos. Chem. Phys., 16, 2299-2308, doi:10.5194/acp-16-2299-2016, 2016.

 

 

ベアアイランド流星レーダー関係論文

Nozawa, S., C.M. Hall, M. Tsutsumi, A. Brekke, Y. Ogawa, T. T. Tsuda, S. Oyama, R. Fujii, Mean winds, tides, and quasi-2 day waves above Bear Island, J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 90-91, 26-44, 2012.

Wu, Q., and S. Nozawa, Mesospheric and thermospheric observations of the January 2010 stratospheric warming event, J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 123, 22-38, 2015.

 

（４）ナトリウムライダー　〜大気温度も観測する！〜

風速の研究を進めていると、中性大気の駆動力の議論に発展していきます。M先生、F先生や米国NCARのRichmond先生との共同研究で、EISCATレーダーやモデルシミュレーションを用いて、大気の力のバランスの議論を行いました。そうなると、大気温度の情報が欲しい。観測したい！　2000年代は、K先生を交えて、トロムソにナトリウムライダーを設置できないかいろいろ検討しました。開発・設置費用は1億円クラスなので、ほとんど Mission Impossible! です。でも、奇跡がおきまして、予算がつきました！　2007年以降は、ナトリウムライダー中心の生活に突入。レーザーの製作にいろいろ困難がありましたが、奇跡の連続（人の輪、人の縁）で、なんとか、2010年10月に観測開始ができました。売りは、なんといっても5方向同時観測で、さらに、素人大学院生でも、一人で運用できる（コンビニのワンオペだね）こと！これまで、5名近くの学生が、ワンオペを行いました。名大だけでなく、電通大や信州大学の学生も観測に参加しています。トロムソは、11月23日ごろ〜１月23日ごろまで、約2ケ月間太陽が昇りません。Polar night! それでも、昼間の数時間は明るくなります。12月と1月は、晴れなら、１日20時間ライダー観測できます。真冬こそメインシーズン。これまで、2回、年越し観測を実施しました。私は家庭第一なので、残念ですがこのような楽しい観測は、若い人にお願いしています。2011年の冬は、T君&H君、2014年の冬は、T君&H君（あれ、偶然イニシャル同じだね）が、クリスマス、New year　をトロムソの観測所で過ごして、ライダー観測を継続して実施してくれました。きっと一生の思い出になったと思います。それ以降は、私が年末ギリギリまで滞在するパターンに変わりました。ここ10年、研究所や知り合いとの忘年会はご無沙汰しております。12月は、ライダー観測の月！データはたくさんたまりました。いろいろ楽しいことができそうです。これまで、ライダー関係の論文は、9編かな。もっと論文書かねば。。。

 

ナトリウムライダー関係論文

Tsuda, T. T., S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, C. M. Hall, S. Oyama, Y. Ogawa, S. Suzuki, T. Ogawa, T. Takahashi, H. Fujiwara, R. Fujii, N. Matuura, and A. Brekke, Fine structure of sporadic sodium layer observed with a sodium lidar at Troms_, Norway, Geophys. Res. Lett., 38, L18102, doi:10.1029/2011GL048685, 2011.

Matuura, N., T. Tsuda, and S. Nozawa, Field-Aligned Current Loop Model on Formation of Sporadic Metal Layers, J. Geophys. Res., 118, doi:10.1002/jgra.50414, 2013.

Tsuda, T., S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, Y. Ogawa, S. Oyama, C. M. Hall, M. Tsutsumi, M. K. Ejiri, S. Suzuki, T. Takahashi, T. Nakamura, Decrease in sodium density observed during auroral particle precipitation over Troms_, Norway, Geophys. Res. Lett., 40, 4486-4490, DOI: 10.1002/grl.50897, 2013.

Nozawa, S., T. D. Kawahara, N. Saito, C. M. Hall, T. T. Tsuda, T. Kawabata, S. Wada, A. Brekke, T. Takahashi, H. Fujiwara, Y. Ogawa, and R. Fujii, Variations of the neutral temperature and sodium density between 80 and 107 km above Tromso during the winter of 2010-2011 by a new solid state sodium LIDAR, J. Geophys. Res., 119, doi:10.1002/2013JA019520, 441-451, 2014.

Takahashi, T., S. Nozawa, M. Tsutsumi, C. Hall, S. Suzuki, T. T. Tsuda, T. D. Kawahara, N. Saito, S. Oyama, S. Wada, T. Kawabata, H. Fujiwara, A. Brekke, A. Manson, C. Meek, and R. Fujii, A case study of gravity wave dissipation in the polar MLT region using sodium LIDAR and radar data, Ann. Geophys., 32, 1195-1205, 2014.

Takahashi, T., S. Nozawa, T. T. Tsuda, Y. Ogawa, N. Saito, T. Hidemori, T. D. Kawahara, C. Hall, H. Fujiwara, N. Matuura, A. Brekke, M. Tsutsumi, S. Wada, T. Kawabata, S. Oyama, and R. Fujii, A case study on generation mechanisms of a sporadic sodium layer above Troms_ (69.6°N) during a night of high auroral activity, Ann. Geophys., 33, 941-953, 2015.

Tsuda, T. T., S. Nozawa, T. D. Kawahara, T. Kawabata, N. Saito, S. Wada, C. M. Hall, M. Tsutsumi, Y. Ogawa, S. Oyama, T. Takahashi, M. K. Ejiri, T. Nishiyama, T. Nakamura, and A. Brekke, A sporadic sodium layer event detected with five-directional lidar and simultaneous wind, electron density, and electric field observation at Troms_, Norway, Geophys. Res. Lett., 42, 9190-9196, 2015GL066411, 2015.

Takahashi, T., K. Hosokawa, S. Nozawa, T. Tsuda, Y. Ogawa, M. Tsutsumi, Y. Hiraki, H. Fujiwara, T. Kawahara, N. Saito, S. Wada, T. Kawabata, C. Hall, Depletion of mesospheric sodium during extended period of pulsating aurora, J. Geophys. Res., 122, 1212-1220, 2017.

Kawahara, T.D., S. Nozawa, N. Saito, T, Kawabata, T.T. Tsuda, and S. Wada, Sodium temperature/wind LIDAR based on laser-diode-pumped Nd:Yag lasers deployed at Troms_, Norway (69.6°, 19.2°), Optics Express, 25, A491-A501, 2017.

 

（５）オーロラフォトメータ　〜オーロラ観測もしております〜

トロムソEISCAT観測所で始めに開始した観測は、オーロラフォトメータです。F大先生が予算を獲得し、1994年ごろ製作して、トロムソに持ち込みました。当時はキャンペーンベースで観測実施していました。その後、ハード＆ソフトウエア開発が得意なA君が入学し、彼が中心となって観測自動化に着手。2002年冬から自動観測を開始しました。その後、自動観測を10年以上続けましたが、老朽化のために、2016年ごろに継続を断念。別予算で、新しいフォトメータ(5波長フォトメータ)を製作し、2017年2月からトロムソで観測中。長年の宿願である視野方向確認機能がついている優れもの。沿磁力線方向が大事なのですが、これまでのフォトメータでは、正確に合わせることは不可能でした（「沿磁力線方向に合わせた」、と論文に書いてあるけど、確認はできないよね？こういう論文が多いと思う）。今回の新フォトメータは、デジタルカメラと組み合わせて、視野確認機能を装着。間違いなく、沿磁力線方向を観測しております。ぜひご利用ください。

 

 

フォトメータ関係の論文

Adachi, K., S. Nozawa, Y. Ogawa, A. Brekke, C. M. Hall, R. Fujii, Evaluation of a method to derive ionospheric conductivities using two auroral emissions (428 and 630 nm) measured with a photometer at Troms_ (69.6°N), Earth, Planets and Space, 69: 90. doi:10.1186/s40623-017-0677-4, 2017.

Kawamura, Y., K. Hosokawa, S. Nozawa, Y. Ogawa, T. Kawabata, S. Oyama, Y. Miyoshi, S. Kurita, and R. Fujii, Estimation of the emission altitude of pulsating aurora using the five-wavelength photometer, Earth, Planets and Space, 72:96, 10.1186/s40623-020-01229-8, 2020.

 

（６）結びと今後の展望

この30年近くで、（運良く）いろいろ観測装置を獲得し、トロムソで運用してきています。データ蓄積たっぷりです。もう観測しなくても、この貯金？だけで、10年は研究できそうなぐらい。しかし、2023年には、ついにEISCAT_3Dレーダーが稼働します。新しい時代の幕開けです。ぜひこのレーダーを用いて、ブレークスルー的な研究を実施したい。そのために、現有観測装置群の継続観測が必要です！新しいライダーを作りたい！現在のナトリウムライダーレーザーをパワーアップするか、別の波長で別世界を観るか。現在仲間と検討中。

 

大学院を検討している学生の皆様、興味あれば私のところで、北極圏超高層大気の研究しましょう〜！

 

質問等あれば、nozawa at isee.nagoya-u.ac.jp

にメールしてくださいね。 at = @