2025/03/28 更新

写真a

イエダ　アキマサ
家田　章正
IEDA, Akimasa
所属
宇宙地球環境研究所 基盤研究部門 総合解析研究部 助教
大学院担当
大学院理学研究科
職名
助教
連絡先
メールアドレス
ホームページ
http://www.isee.nagoya-u.ac.jp/~ieda/

学位 1

  1. 博士（理学） （ 1998年3月   京都大学 ） 

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研究キーワード 13

  1. 磁気再結合

  2. プラズモイド

  3. 磁気圏

  4. 電離圏

  5. サブストーム

  6. オーロラ爆発

  7. オーロラ

  8. 磁気圏

  9. 磁気再結合

  10. プラズモイド

  11. サブストーム

  12. オーロラ爆発

  13. オーロラ

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研究分野 2

  1. その他 / その他  / 太陽地球系電磁気学

  2. 自然科学一般 / 宇宙惑星科学

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現在の研究課題とSDGs 2

  1. 地磁気逆計算法を用いたオーロラ電流系の解明

  2. 衛星観測と地磁気逆計算法によるオーロラ爆発開始条件の解明

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経歴 6

  1. 名古屋大学   太陽地球環境研究所 総合解析   助教

    2007年4月 - 2015年9月

  2. 名古屋大学   太陽地球環境研究所 第四部門   助手

    2003年2月 - 2007年3月

  3. 宇宙科学研究所

    2001年4月 - 2003年2月

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    国名：日本国

  4. 宇宙科学研究所・日本学術振興会特別研究員PD

    2001年4月 - 2003年2月

  5. 米国航空宇宙局ゴダード宇宙飛行センター

    1998年7月 - 2001年3月

  6. 米国航空宇宙局ゴダード宇宙飛行センター・NRC研究員

    1998年7月 - 2001年3月

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学歴 3

  1. 京都大学   理学研究科   地球惑星科学専攻

    1995年4月 - 1998年3月

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    国名： 日本国

  2. 京都大学   理学研究科   地球物理学専攻

    1993年4月 - 1995年3月

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    国名： 日本国

  3. 京都大学   理学部

    1989年4月 - 1993年3月

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    国名： 日本国

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所属学協会 3

  1. 米国地球物理学会

  2. 地球電磁気・地球惑星圏学会

  3. 米国地球物理学会

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受賞 1

  1. 米国　National research council resident research associateship award

    1998年5月   米国　National research council  

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論文 56

  1. Duskward displacement of plasmoids and reconnection in the near-Earth magnetotail 査読有り

    Ieda Akimasa, Miyashita Yukinaga

    EARTH PLANETS AND SPACE   76 巻   2024年12月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40623-024-02003-w

  2. 地球電離圏の電荷交換衝突におけるカーブ軌道効果 査読有り

    Ieda, A.

    Journal of Geophysical Research: Space Physics     2022年1月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    電離圏と磁気圏の結合を理解するためには、電離圏電気伝導度を定量的に把握することが必要である。電気伝導度の主体は、イオンと中性粒子の衝突断面積である。この断面積は、２つの成分を持つが両成分の和ではなく、高温では電荷交換成分に、低温では中性粒子の分極による成分に漸近する。両成分が等しくなる遷移温度は、電離圏温度（200-2000 K）付近である。これまで電離圏分野の古典的研究では、遷移温度において、トータルの衝突断面積は、分極成分や電荷交換成分に等しいと近似されてきた。すなわち、両成分は結合しないと仮定されてきた。一方、原子衝突分野の研究では、トータルの断面積は、電離圏の古典的研究よりも1.4倍大きいと近似されている。この電離圏分野と原子衝突分野の違いの根拠は不明瞭であった。

    本研究では、電荷交換衝突と分極衝突の結合を、カーブ粒子軌道効果により表現した。すなわち、粒子軌道が曲がることにより電荷交換衝突断面積が実効的に増大する効果を取り入れた。その結果、遷移温度において、トータルの断面積は、電荷交換成分から22%増大することを見いだした。原子衝突分野では、この結合を物理的意味のない二乗平均により表現したために過大評価している。電離圏分野の古典的研究がこの結合を無視した原因は、カーブ粒子軌道効果と、外部境界付近をかすめる軌道の小さい効果とを、混同したことであると思われる。もうひとつの原因は、結合を表現する理論式がなかったためであると思われる。その様な理論式は本研究で初めて導いたので、今後は電荷交換衝突と分極衝突の結合を無視せずに含めて、イオン-中性衝突断面積を計算すれば良い。

    DOI： 10.1029/2020JA028441

    DOI： 10.1029/2020JA028441

  3. Atomic Oxygen Ion‐Neutral Collision Frequency Models at Ionospheric Temperatures 査読有り

    Ieda, A.

    Journal of Geophysical Research: Space Physics     2021年1月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2021JA029612

    DOI： 10.1029/2021JA029612

  4. Ion-Neutral Collision Frequencies for Calculating Ionospheric Conductivity 査読有り

    Ieda A.

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   125 巻 ( 2 )   2020年2月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2019JA027128

    Web of Science

  5. Location and Timing of Magnetic Reconnections in Earth's Magnetotail: Accomplishments of the 29-Year Geotail Near- Earth Magnetotail Survey 査読有り 国際共著

    Nagai, T., Shinohara, I., Saito, Y., Ieda, A., & Nakamura, R.

    Journal of Geophysical Research: Space Physics   128 巻   2023年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2023JA032023

    DOI： 10.1029/2023JA032023

  6. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images 査読有り

    Ieda Akimasa, Kauristie Kirsti, Nishimura Yukitoshi, Miyashita Yukinaga, Frey Harald U., Juusola Liisa, Whiter Daniel, Nose Masahito, Fillingim Matthew O., Honary Farideh, Rogers Neil C., Miyoshi Yoshizumi, Miura Tsubasa, Kawashima Takahiro, Machida Shinobu

    EARTH PLANETS AND SPACE   70 巻   2018年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40623-018-0843-3

    Web of Science

  7. Stepwise tailward retreat of magnetic reconnection: THEMIS observations 査読有り

    Ieda, A. , Y. Nishimura, Y. Miyashita, V. Angelopoulos, A. Runov, T. Nagai, H. U. Frey, D. H. Fairfield, J. A. Slavin, H. Vanhämaki, H. Uchino, R. Fujii, Y. Miyoshi, and S. Machida

    J. Geophys. Res. Space Physics   121 巻   頁： 4548-4568   2016年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Auroral stepwise poleward expansions were clarified by investigating a multiple-onset substorm that occurred on 27 February 2009. Five successive auroral brightenings were identified in all-sky images, occurring at approximately 10 min intervals. The first brightening was a faint precursor. The second brightening had a wide longitude; thus, it represented the Akasofu substorm onset. Other brightenings expanded poleward; thus, they were interpreted to be auroral breakups. These breakups occurred stepwise; that is, later breakups were initiated at higher latitudes. Corresponding reconnection signatures were studied using Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) satellite observations from between 8 and 24 Re down the magnetotail. The Akasofu substorm onset was not accompanied by a clear reconnection signature in the tail. In contrast, the three subsequent auroral breakups occurred simultaneously (within a few min) with three successive fast flows at 24 Re; thus, these were interpreted to be associated with impulsive reconnection episodes. These three fast flows consisted of a tailward flow and two subsequent earthward flows. The flow reversal at the second breakup indicated that a tailward retreat of the near-Earth reconnection site occurred during the substorm expansion phase. In addition, the earthward flow at the third breakup was consistent with the classic tailward retreat near the end of the expansion phase; therefore, the tailward retreat is likely to have occurred in a stepwise manner. We interpreted the stepwise characteristics of the tailward retreat and poleward expansion to be potentially associated by a stepwise magnetic flux pile-up.

    DOI： 10.1002/2015JA022244

  8. Approximate forms of daytime ionospheric conductance 査読有り

    Ieda, A., S. Oyama, H. Vanhamäki, R. Fujii, A. Nakamizo, O. Amm, T. Hori, M. Takeda, G. Ueno, A. Yoshikawa, R. J. Redmon, W. F. Denig, Y. Kamide, and N. Nishitani

    J. Geophys. Res.   119 巻   2014年11月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The solar zenith angle (SZA) dependence of the conductance is studied and a simple theoretical form for the Hall-to-Pedersen conductance ratio is developed, using the peak plasma production height. The European Incoherent Scatter (EISCAT) radar observations at Tromso (67 MLAT) on 30 March 2012 were used to calculate the conductance. The daytime electric conductance is associated with plasma created by solar extreme ultraviolet radiation incident on the neutral atmosphere of the Earth. However, it has been uncertain whether previous conductance models are consistent with the ideal Chapman theory for such plasma productions. We found that the SZA dependence of the conductance is consistent with the Chapman theory after simple modifications. The Pedersen conductance can be understood by approximating the plasma density height profile as being flat in the topside E region, and by taking into account the upward gradient of atmospheric temperature. An additional consideration is necessary for the Hall conductance, which decreases with increasing SZA more rapidly than the Pedersen conductance. This rapid decrease is presumably caused by a thinning of the Hall conductivity layer from noon towards nighttime. We expressed this thinning in terms of the peak production height in the Chapman theory.

    DOI： 10.1002/2014JA020665

  9. A Statistical Study of Near-Earth Magnetotail Evolution During Pseudosubstorms and Substorms With THEMIS Data

    Fukui Kento, Miyashita Yukinaga, Machida Shinobu, Miyoshi Yoshizumi, Ieda Akimasa, Nishimura Yukitoshi, Angelopoulos Vassilis

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   125 巻 ( 1 )   2020年1月

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  10. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images (vol 70, 73, 2018)

    Ieda Akimasa, Kauristie Kirsti, Nishimura Yukitoshi, Miyashita Yukinaga, Frey Harald U., Juusola Liisa, Whiter Daniel, Nose Masahito, Fillingim Matthew O., Honary Farideh, Rogers Neil C., Miyoshi Yoshizumi, Miura Tsubasa, Kawashima Takahiro, Machida Shinobu

    EARTH PLANETS AND SPACE   71 巻   2019年7月

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  11. Revisiting substorm events with preonset aurora

    Miyashita Yukinaga, Ieda Akimasa

    ANNALES GEOPHYSICAE   36 巻 ( 5 ) 頁： 1419-1438   2018年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.5194/angeo-36-1419-2018

    Web of Science

  12. Theory, modeling, and integrated studies in the Arase (ERG) project

    Seki Kanako, Miyoshi Yoshizumi, Ebihara Yusuke, Katoh Yuto, Amano Takanobu, Saito Shinji, Shoji Masafumi, Nakamizo Aoi, Keika Kunihiro, Hori Tomoaki, Nakano Shin'ya, Watanabe Shigeto, Kamiya Kei, Takahashi Naoko, Omura Yoshiharu, Nose Masahito, Fok Mei-Ching, Tanaka Takashi, Ieda Akimasa, Yoshikawa Akimasa

    EARTH PLANETS AND SPACE   70 巻   2018年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40623-018-0785-9

    Web of Science

  13. Visualization tool for three-dimensional plasma velocity distributions (ISEE_3D) as a plug-in for SPEDAS

    Keika Kunihiro, Miyoshi Yoshizumi, Machida Shinobu, Ieda Akimasa, Seki Kanako, Hori Tomoaki, Miyashita Yukinaga, Shoji Masafumi, Shinohara Iku, Angelopoulos Vassilis, Lewis Jim W., Flores Aaron

    EARTH PLANETS AND SPACE   69 巻   2017年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40623-017-0761-9

    Web of Science

  14. A direct link between chorus emissions and pulsating aurora on timescales from milliseconds to minutes: A case study at subauroral latitudes 査読有り

    Ozaki, M., S. Yagitani, K. Sawai, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, R. Kataoka, A. Ieda, Y. Ebihara, M. Connors, I. Schofield

    J. Geophys. Res. Space Physics   120 巻   頁： 9617-9631   2015年11月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/2015JA021381

  15. Statistical visualization of the Earth's magnetotail and the implied mechanism of substorm triggering based on superposed-epoch analysis of THEMIS data 査読有り

    Machida, S., Y. Miyashita, A. Ieda, M. Nosé, V. Angelopoulos, and J. P. McFadden

    Ann. Geophys.   32 巻   頁： 99–111   2014年2月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.5194/angeo-32-99-2014

  16. Ground-based ELF/VLF chorus observations at subauroral latitudes - VLF-CHAIN Campaign 査読有り

    Shiokawa, K., Y. Yokoyama, A. Ieda, Y. Miyoshi, R. Nomura, S. Lee, N. Sunagawa, Y. Miyashita, M. Ozaki, K. Ishizaka, S. Yagitani, R. Kataoka, F. Tsuchiya, I. Schofield, and M. Connors

    J. Geophys. Res.   119 巻   2014年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2014JA020161

  17. General solution for calculating polarization electric fields in the auroral ionosphere and application examples 査読有り

    Amm, O., R. Fujii, H. Vanhamäki, A. Yoshikawa, and A. Ieda

    J. Geophys. Res.   118 巻   頁： A11217   2013年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： doi:10.1002/jgra.50254

  18. An application of the finite length Cowling channel model to auroral arcs with longitudinal variations 査読有り

    Fujii, R., O. Amm, H. Vanhamäki, A. Yoshikawa, and A. Ieda

    J. Geophys. Res.   117 巻   頁： A11217   2012年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： doi:10.1029/2012JA017953

  19. Observed correlation between pulsating aurora and chorus waves at Syowa Station in Antarctica 査読有り

    Ozaki, M., S. Yagitani, K. Ishizaka, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, A. Kadokura, H. Yamagishi, R. Kataoka, A. Ieda, Y. Ebihara, N. Sato, and I. Nagano

    J. Geophys. Res.   117 巻   頁： A08211   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： A08211, doi:10.1029/2011JA017478

  20. Rayleigh-Taylor type instability in auroral patches 査読有り

    Shiokawa, K., A. Nakajima, A. Ieda, K. Sakaguchi, R. Nomura, T. Aslaksen,M. Greffen, and E. Donovan

    J. Geophys. Res.   115 巻   頁： A02211, doi:10.1029/2009JA014273   2010年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  21. A statistical investigation of the Cowling channel efficiency in the auroral zone 査読有り

    Amm, O., R. Fujii, K. Kauristie, A. Aikio, A. Yoshikawa, A. Ieda, and H. Vanhamäki

    J. Geophys. Res.   116 巻   頁： A02304, doi:10.1029/2010JA015988   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  22. Reformulation and energy flow of the Cowling channel 査読有り

    Fujii, R., O. Amm, A. Yoshikawa, A. Ieda, and H. Vanhamäki

    J. Geophys. Res.   116 巻   頁： A02305, doi:10.1029/2010JA015989   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  23. Pressure changes associated with substorm depolarization in the near-Earth plasma sheet 査読有り

    Y. Miyashita, S. Machida, A. Ieda, D. Nagata, Y. Kamide, M. Nosé, K. Liou, T. Mukai, S. P. Christon, C. T. Russell, I. Shinohara, and Y. Saito

    J. Geophys. Res.   115 巻   頁： A12239, doi:10.1029/2010JA015608   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  24. Optical and particle observations of type B red aurora 査読有り

    Ebihara, Y., T. Sakanoi, K. Asamura, M. Hirahara, and A. Ieda

    Geophys. Res. Lett.   36 巻   頁： L20105, doi:10.1029/2009GL041037   2009年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  25. Geotail observations of plasma sheet ion composition over 16 years: On variations of average plasma ion mass and O+ triggering substorm model 査読有り

    Nose, M., A. Ieda, and S. P. Christon

    J. Geophys. Res.   114 巻   頁： A07223, doi:10.1029/2009JA014203   2009年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  26. Statistical visualization of the Earth's magnetotail based on Geotail data and the implied substorm model 査読有り

    Machida, S., Y. Miyashita, A. Ieda, M. Nosé, D. Nagata, K. Liou, T. Obara, A. Nishida, Y. Saito, and T. Mukai

    Ann. Geophys.   27 巻   頁： 1035-1046   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  27. Longitudinal development of a substorm brightening arc 査読有り

    Shiokawa, K., A. Ieda, A. Nakajima, K. Sakaguchi, R. Nomura, T. Aslaksen, M. Greffen, E. Spanswick, E. Donovan, S. B. Mende, J. McFadden, K.-H. Glassmeier, V. Angelopoulos, and Y. Miyashita

    Ann. Geophys.   27 巻 ( 5 ) 頁： 1935-1940   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  28. Mapping of ionospheric parameters for space weather predictions: A concise review

    Kamide, Y; Ieda, A

    SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES   51 巻 ( 10 ) 頁： 1589 - 1599   2008年10月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1007/s11431-008-0254-y

    Web of Science

  29. Longitudinal association between magnetotail reconnection and auroral breakup based on Geotail and Polar observations 査読有り

    Ieda A., Fairfield D. H., Slavin J. A., Liou K., Meng C. -I., Machida S., Miyashita Y., Mukai T., Saito Y., Nose M., Shue J. -H., Parks G. K., Fillingim M. O.

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   113 巻 ( A8 ) 頁： A08207, 10.1029/2008JA013127   2008年8月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2008JA013127

    Web of Science

  30. *Longitudinal association between magnetotail reconnection and auroral breakup based on Geotail and Polar observations 査読有り

    Ieda, A., D. H. Fairfield, J. A. Slavin, K. Liou, C.-I. Meng, S. Machida, Y. Miyashita, T. Mukai, Y. Saito, M. Nosé, J.-H. Shue, G. K. Parks, and M. O. Fillingim

    J. Geophys. Res.   113 巻 ( A8 ) 頁： A08207, 10.1029/2008JA013127   2008年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  31. *Two classes of earthward fast flows in the plasma sheet 査読有り

    J.-H. Shue, A. Ieda, A. T. Y. Lui, G. K. Parks, T. Mukai, and S. Ohtani

    J. Geophys. Res.   113 巻 ( A2 ) 頁： A002205, doi:10.1029/2007JA012456   2008年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  32. Mapping of ionospheric parameters for space weather predictions: A concise review 招待有り 査読有り

    Kamide Y., and A. Ieda

    Sci. China Ser. E-Tech. Sci.   51 巻 ( 10 ) 頁： 1589-1599, doi:10.1007/s11431-008-0254-y   2008年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  33. Towards understanding the electrodynamics of the 3-dimensional high-latitude ionosphere: present and future, 査読有り

    Amm, O., A. Aruliah, S. C. Buchert, R. Fujii, J.W. Gjerloev, A. Ieda, T. Matsuo, C. Stolle, H. Vanham¨aki, and A. Yoshikawa

    Ann. Geophys.   26 巻   頁： 3913–3932   2008年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  34. Simultaneous ground and satellite observations of an isolated proton arc at subauroral latitudes 査読有り

    Sakaguchi, K., K. Shiokawa, A. Ieda, Y. Miyoshi, Y. Otsuka, T. Ogawa, M. Connors, E. F. Dononvan, and F. J. Rich

    J. Geophys. Res   112 巻   頁： A04202, doi:10.1029/2006JA012135   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  35. ERG - A small-satellite mission to investigate the dynamics of the inner magnetosphere 査読有り

    Shiokawa, K., K. Seki, Y. Miyoshi, A. Ieda, T. Ono, M. Iizima, T. Nagatsuma, T. Obara, T. Takashima, K. Asamura, Y. Kasaba, A. Matsuoka, Y. Saito, H. Saito, M. Hirahara, Y. Tonegawa, F. Toyama, M. Tanaka, M. Nose, Y. Kasahara, K. Yumoto, H. Kawano, A. Yoshikawa, Y. Ebihara, A. Yukimatsu, N. Sato, S. Watanabe, and the Inner Magnetosphere Subgroup in the Society of Geomagnetism and Earth, Planetary and Space Sciences

    Adv. Space Res.   38 巻 ( 8 ) 頁： 1861-1869   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  36. Plasmoids observed in the near-Earth magnetotail at X~-7 Re 査読有り

    J. Geophys. Res   110 巻   頁： A12214, doi:10.1029/2005JA011263   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  37. Solar wind control of the radial distance of the magnetic reconnection site in the magnetotail 査読有り

    Nagai T., M. Fujimoto, R. Nakamura, W. Baumjohann, A. Ieda, I. Shinohara, S. Machida, Y. Saito, and T. Mukai

    J. Geophys. Res   110 巻   頁： A09208, doi:10.1029/2005JA011207   2005年

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  38. Geotail observations of signatures in the near-Earth magnetotail for the extremely intense substorms of the 30 October 2003 storm 査読有り

    Miyashita Y., Y. Miyoshi, Y. Matsumoto, A. Ieda, Y. Kamide, M. Nosé, S. Machida, H. Hayakawa, R. W. McEntire, S. P. Christon, D. S. Evans, and O. A. Troshichev

    J. Geophys. Res   110 巻   頁： A09S25, doi:10.1029/2005JA011070   2005年

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  39. Magnetotail response to prolonged southward IMF Bz intervals: Loading, unloading, and continuous magnetospheric dissipation 査読有り

    Tanskanen, E. I., J. A Slavin, D. H. Fairfield, D. G Sibeck, J. Gjerloev, T. Mukai, A. Ieda, and T. Nagai

    J. Geophys. Res   110 巻   頁： A03216, doi: 10.1029/2004JA010561   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  40. Real-time modeling of the ionosphere using GEDAS/KRM for space weather

    Ieda, A. and Y. Kamide

    Proceedings of The 7th International School/Symposium for Space Simulations     頁： 259-260   2005年

    　詳細を見る

    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

  41. Difference between earthward and tailward flows in their dependences on geomagnetic and IMF conditions 査読有り

    A Ieda, T Mukai, S Machida, JH Shue, SI Ohtani, T Nagai, Y Saito

    Frontiers in Magnetospheric Plasma Physics: Celebrating 10 Years of Geotail Operation   16 巻   頁： 186 - 189   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：ELSEVIER SCIENCE BV  

    Earthward and tailward perpendicular fast flows in the plasma sheet were studied and their differences in response to geomagnetic conditions and to interplanetary magnetic field (IMF) conditions are discussed. We first identified the plasma sheet from 3.5 years of Geotail plasma and magnetic filed observations between 8 and 32 R-E down the tail. We then studied occurrence rates of fast flows during geomagnetically quiet and active intervals as identified by Kp and ASY indices, and during northward and southward IMF intervals. As a result, both earthward and tailward flows were observed more often during active or southward IMF intervals than during quiet or northward IMF intervals, as expected. On the other hand, we found that there is a difference between earthward and tailward flows: Dependences on geomagnetic conditions are more evident in tailward flows than in earthward flows. We further discuss that tailward flows indicate the substorm expansion phase better than earthward flows do.

    Web of Science

  42. Difference in magnetotail variations between intense and weak substorms 査読有り

    Miyashita Y., Y. Kamide, S. Machida, K. Liou, T. Mukai, Y. Saito, A. Ieda, C.-I. Meng, and G. K. Parks

    J. Geophys. Res   109 巻   頁： doi:10.1029/2004JA010588   2004年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  43. Roles of the magnetic reconnection in the Earth's magnetotail during substorms: Geotail observations 招待有り 査読有り

    Machida, S., A. Ieda, and Y. Miyashita

    Physics of Magnetic Reconnection in High-Temperature Plasmas, edited by M. Ugai, Research Signpost, Kerala, India     頁： 161-191   2004年

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    記述言語：英語  

  44. Difference between earthward and tailward flows in their dependences on geomagnetic and IMF conditions 査読有り

    Ieda, A., T. Mukai, S. Machida, J.-H. Shue, S.-I. Ohtani, T. Nagai, and Y. Saito

    COSPAR Colloquia Series   16 巻   頁： 186-189   2004年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  45. Quiet time magnetotail plasma flow: Coordinated Polar ultraviolet images and Geotail observations 査読有り

    Ieda A, Shue JH, Liou K, Ohtani SI, Meng CI, Fairfield DH, Mukai T, Saito Y, Machida S, Nagai T, Parks GK

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   108 巻 ( A9 ) 頁： 10.1029/2002JA009739   2003年9月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/2002JA009739

    Web of Science

  46. *Quiet time magnetotail plasma flow: Coordinated Polar ultraviolet images and Geotail observations 査読有り

    Ieda, A., J.-H. Shue, K. Liou, S.-I. Ohtani, C.-I. Meng, D.H. Fairfield, T. Mukai, Y. Saito, S. Machida, T. Nagai, and G.K. Parks

    J. Geophys. Res.   108 巻   頁： 10.1029/2002JA009739   2003年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  47. Quantitative relationships between rlasma sheet fast flows and nightside auroral power 査読有り

    J.-H. Shue, S. Ohtani, P.T. Newell, K. Liou, C.-I. Meng, A. Ieda, and T. Mukai

    J. Geophys. Res   108 巻   頁： 10.1029/2002JA009794   2003年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  48. Geotail observations of magnetic flux ropes in the plasm a sheet, 査読有り

    Slavin, J.A., R.P. Lepping, J. Gjerloev, D.H. Fairfield, M. H esse, C.J. Owen, M.B. Moldwin, T. Nagai, A. Ieda, and T. Mukai

    J. Geophys. Res   108 巻   頁： 10.1029/2002JA009557   2003年

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  49. Simultaneous observations of earthward flow burst and plasmoid ejection during magnetospheric substorms 査読有り

    Slavin, J.A., D.H. Fairfield, R.P. Lepping, M. Hesse, A. Ieda, E. Tanskanen, N. Ostgaard, T. Mukai, T. Nagai, H.J. Singer, and P.R. Sutcliffe

    J. Geophys. Res   107 巻   頁： 10.1029/2000JA003501   2002年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  50. Magnetospheric signature of an ionospheric traveling convection vortex event 査読有り

    Moretto, T., M. Hesse, A. Yahnin, A. Ieda, D. Man, and J.F. Waternann

    J. Geophys. Res   107 巻   頁： 10.1029/2001JA000049   2002年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  51. Plasmoid ejection and auroral brightenings 査読有り

    A Ieda, DH Fairfield, T Mukai, Y Saito, S Kokubun, K Liou, CI Meng, GK Parks, MJ Brittnacher

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   106 巻 ( A3 ) 頁： 3845 - 3857   2001年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AMER GEOPHYSICAL UNION  

    Geotail plasma and magnetic field observations of 24 plasmoids between 21 and 29 R-E have been compared with Polar ultraviolet observations of auroral brightenings. Both single and multiple plasmoids almost always corresponded to brightenings, but the brightenings were sometimes weak and spatially limited and did not always grow to a global substorm. Even a case where a plasmoid event occurred with fast postplasmoid flow corresponded to a weak brightening but no substorm. Some brightenings did not correspond to plasmoids, but these brightenings were observed away from the longitude of Geotail, indicating that plasmoids have a small longitudinal extent in the near tail. The plasmoids were occasionally observed before the brightenings but more frequently were observed 0-2 min after the brightenings with the delays probably due to the transit time to the observation point. It seems likely that; formation of a near-Earth neutral line causes each brightening in the polar ionosphere. but these formations do not always lead to a full-fledged substorm. What additional circumstance causes development of a full, large-scale substorm remains an open question.

    Web of Science

  52. *Plasmoid ejection and auroral brightenings 査読有り

    Ieda, A., D.H. Fairfield, T. Mukai, Y. Saito, S. Kokubun, K. Liou, C.-I. Meng, G.K. Parks, and M.J. Brittnacher

    J. Geophys. Res.   106 巻   頁： 3845-3857   2001年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  53. Statistical visualization of Earth's magnetotail during substorms by means of multidimensional superposed epoch analysis with Geotail data 査読有り

    Machida, S., A. Ieda, T. Mukai, Y. Saito, and A. Nishida

    J. Geophys. Res.   105 巻   頁： 25,291-25,303   2000年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  54. GEOTAIL observations of flow velocity and north-south magnetic field variations in the near and mid-distant tail associated with substorm onsets 査読有り

    Machida, S., Y. Miyashita, A. Ieda, A. Nishida, T. Mukai, Y. Saito, and S. Kokubun,

    Geophys. Res. Lett   26 巻   頁： 635-638   1999年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  55. Statistical analysis of the plasmoid evolution with Geotail observations 査読有り

    Ieda, A; Machida, S; Mukai, T; Saito, Y; Yamamoto, T; Nishida, A; Terasawa, T; Kokubun, S

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   103 巻 ( A3 ) 頁： 4453 - 4465   1998年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1029/97JA03240

    Web of Science

  56. *Statistical analysis of the plasmoid evolution with Geotail observations 査読有り

    Ieda, A., S. Machida, T. Mukai, Y. Saito, T. Yamamoto, A. Nishida, T. Terasawa, and S. Kokubun

    J. Geophys. Res.   103 巻   頁： 4453-4465   1998年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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MISC 4

  1. MMS衛星群とGeotail衛星によるサブストーム開始の同時観測

    家田章正, 北村成寿, 齋藤義文, 横田勝一郎, POLLOCK Craig J., GILES Barbara L., RUSSELL C.T., 町田忍, 長井嗣信, 熊本篤志, 土屋史紀, 笠原禎也, 三好由純  

    地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会(Web)144th 巻   2018年

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  2. 電離圏電気伝導度の太陽天頂角依存性

    家田章正, 大山伸一郎, 藤井良一, 中溝葵  

    地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM)134th 巻   2013年

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  3. FAST衛星によるオーロラサージ電流系の観測

    家田章正, 藤本正樹, 西野真木, 堀智昭, 関華奈子, MCFADDEN James P., 西村幸敏, 藤井良一, 海老原祐輔, 町田忍, 宮下幸長, 齋藤義文  

    地球電磁気・地球惑星圏学会総会及び講演会予稿集(CD-ROM)128th 巻   2010年

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  4. Real-time modeling of the ionosphere using GEDAS/KRM for space weather

    Ieda, A, Y. Kamide  

    Proceedings of The 7th International School/Symposium for Space Simulations   頁： 259-260   2005年

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    記述言語：英語   掲載種別：速報，短報，研究ノート等（大学，研究機関紀要）  

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講演・口頭発表等 12

  1. 尾部リコネクション領域の移動：THEMIS地上・衛星観測

    家田章正

    磁気圏ダイナミクス研究会 

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    開催年月日： 2018年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：名古屋大学, 名古屋   国名：日本国  

  2. オーロラキロメートル放射とオーロラ極方向拡大との関係：Geotail衛星と地上全天観測 国際会議

    家田章正, 宮下幸長, 町田忍, 三浦翼, 川嶋貴大

    , 地球電磁気・地球惑星圏学会（第142回総会・講演会）, 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2017年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：京都大学, 宇治   国名：日本国  

  3. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images 招待有り 国際会議

    The 13th International Conference on Substorms 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2017年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Sheraton Portsmouth Harborside Hotel, Portsmouth, NH, USA   国名：日本国  

  4. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images 国際会議

    19. Ieda, A., S. Machida, Y. Miyoshi, T. Kawashima, T. Miura, K. Kauristie, Y. Nishimura, Y. Miyashita, G. K. Parks, and M. O. Fillingim

    地球惑星科学連合2017年大会 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2017年5月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：幕張メッセ, 幕張   国名：日本国  

  5. 電離圏電気伝導度を算出するための衝突周波数

    家田章正

    地球電磁気・地球惑星圏学会  2019年10月26日 

    　詳細を見る

    記述言語：日本語  

  6. 電離圏F領域の衝突周波数モデル

    家田章正

    地球電磁気・地球惑星圏学会  2020年11月3日 

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  7. 尾部リコネクション領域の移動：THEMIS地上・衛星観測 国際会議

    家田章正

    磁気圏ダイナミクス研究会  2018年3月19日 

    　詳細を見る

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：名古屋大学, 名古屋  

  8. オーロラキロメートル放射とオーロラ極方向拡大との関係：Geotail衛星と地上全天観測

    家田章正, 宮下幸長, 町田忍, 三浦翼, 川嶋貴大

    , 地球電磁気・地球惑星圏学会（第142回総会・講演会）,  2017年10月19日 

    　詳細を見る

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：京都大学, 宇治  

  9. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images

    Ieda, A, S. Machida, Y. Miyoshi, T. Kawashima, T. Miura, K. Kauristie, Y. Nishimura, Y. Miyashita, G. K. Parks, M. O. Fillingim

    地球惑星科学連合2017年大会  2017年5月21日 

    　詳細を見る

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：幕張メッセ, 幕張  

  10. Simultaneous observation of auroral substorm onset in Polar satellite global images and ground-based all-sky images 招待有り

    Ieda, A, K. Kauristie, L. Juusola, Y. Nishimura, Y. Miyashita, D. H. Fairfield, H. U. Frey, M. O. Fillingim, D. Whiter, F. Honary, N. C. Rogers, Y. Miyoshi, S. Machida

    The 13th International Conference on Substorms  2017年9月26日 

    　詳細を見る

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Sheraton Portsmouth Harborside Hotel, Portsmouth, NH, USA  

  11. MMS衛星群とGeotail衛星によるサブストーム開始の同時観測

    家田章正, 北村成寿, 齋藤義文, 横田勝一郎, C. J. Pollock, B. L. Giles, C. T. Russell, R. Nakamura, 町田忍, 長井嗣信, 熊本篤志, 土屋史紀, 笠原禎也, 三好由純, 松岡彩子

    地球電磁気・地球惑星圏学会  2018年11月27日 

    　詳細を見る

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  12. Auroral substorm onset in satellite-based global images and ground-based all-sky images

    A. Ieda, K. Kauristie, L. Juusola, Y. Nishimura, Y. Miyashita, H. U. Frey, M. O. Fillingim, D. Whiter, M Nosé, Y. Miyoshi, S. Machida, F. Honary, N. C. Rogers

    Japan Geoscience Union 2019  2019年5月29日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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科研費 17

  1. 地磁気逆計算法を用いたオーロラ電流系の解明

    研究課題/研究課題番号：20540438  2008年 - 2011年

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    家田 章正

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    オーロラ爆発上空では、磁力線に沿った電流(沿磁力線電流)が観測される。この沿磁力線電流が、東西電流ペアであるのか、南北ペアであるのか、あるいは両者の競合であるのかを明らにすることが、オーロラ電流系の駆動源を理解するために重要である。本研究では、地磁気データとオーロラデータを用いた地磁気逆計算法により、沿磁力線電流を面でスナップショット推定し、その成分を分解した。その結果、西向きジェット電流の南北で、推定した沿磁力線電流の、ホール成分とペダーセン成分が反相関していた。この結果は、東西ループ電流に関係した電場が、南北方向の分極電場を生成したことを示唆している。

  2. 衛星観測と地磁気逆計算法によるオーロラ爆発開始条件の解明

    研究課題/研究課題番号：17740325  2005年 - 2007年

    科学研究費助成事業  若手研究(B)

    家田 章正

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    地球の電離圏では数時間に一度、オーロラが爆発的に発達する。本研究の目的は、オーロラ爆発が開始するために必要な条件を明らかにすることである。特に、オーロラ爆発時における、磁気圏近尾部リコネクションの、朝夕方向の位置を調べることにより、オーロラ爆発時にはリコネクションが必ず生じているのかどうかを明らかにした。近尾部リコネクションは南向き磁場を伴う200km/s以上の反地球向き高速流により同定した。まず、66例の孤立したオーロラ爆発を、ポーラー衛星の紫外線オーロラ観測により同定した。次に、オーロラ爆発時に、地球から反太陽方向に5-31地球半径、かつ朝夕方向に+-15地球半径以内のプラズマシート中で、ジオテイル衛星が反地球向き高速流を観測する確率を計算した。その結果、オーロラ爆発が夕方で生じた場合は夕方で、真夜中で生じた場合は真夜中で、反地球向き高速流の観測確率が高かった。この結果は、反地球向き高速流の朝夕方向の位置(Y)とオーロラ爆発の経度(MLT)に対応があることを意味しており、最小自乗フィットでは、Yagsm=-5.7(MLT+0.6)Reと表せ、相関係数は0.8であった。ほとんどの反地球向き高速流はこの回帰直線から朝夕方向に5Re以内で観測されており、またそこでは反地球向き高速流の観測確率は88%であった。ジオテイル衛星の位置が回帰直線に近いにもかかわらず、反地球向き高速流が観測されなかった例が二つあったが、これらは地球向き高速流との例と、移動性圧縮領域(TCR)の例であったので、近尾部リコネクションと矛盾はしない。これらの結果から、オーロラ爆発の経度では、リコネクションは必ず生じていると考えられる。

  3. 地球磁気圏尾部における酸素イオン観測に着目したオーロラ爆発現象の解明

    研究課題/研究課題番号：21K03639  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    家田 章正

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    オーロラは大気の発光であり、地球では数時間に一度、爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、地球磁気圏に蓄積した磁気エネルギーが、突発的に解放される過程の投影である。このエネルギー解放の機構は、磁力線をつなぎ替える磁気再結合であると考えられている。しかし、磁気再結合が発生しても、オーロラ爆発は必ずしも発達しないことが、応募者の研究でわかってきた。この不対応を理解するために本研究では、磁気圏プラズマの主成分である水素イオンに加え、水素イオンより質量が16倍も重い酸素イオンに着目する。本研究の目的は、地球磁気圏尾部の酸素イオンが磁気再結合・オーロラ爆発におよぼす影響を観測的に解明することである。
    オーロラは大気の発光であり、地球では数時間に一度、爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、地球磁気圏に蓄積した磁気エネルギーが、突発的に解放される過程の投影である。このエネルギー解放の機構は、磁力線をつなぎ替える磁気再結合であると考えられている。しかし、磁気再結合が発生しても、オーロラ爆発は必ずしも発達しないことが、応募者の研究でわかってきた。この不対応を理解するために本研究では、磁気圏プラズマの主成分である水素イオンに加え、水素イオンより質量が16倍も重い酸素イオンに着目する。本研究の目的は、地球磁気圏尾部の酸素イオンが磁気再結合・オーロラ爆発におよぼす影響を観測的に解明することである。本年度は、酸素原子と酸素原子イオンの衝突断面積について、量子的な微細構造効果の解明を行った。この場合の微細構造効果とは、エネルギー状態の異なる酸素原子の相対割合が温度によって異なるために、低温で衝突断面積が増大する効果を指す。酸素原子とそのイオンは、地球・金星・火星の電離圏を構成する主要な粒子種である。両粒子間の衝突は、衝突断面積モデルとして表現される。最近、教科書的なhigh-energyタイプのモデルでなく、wide-energyタイプのモデルが正しいことが示された。このwide-energyタイプのモデルの、有効な温度範囲は300-2000 K程度である。本研究で、カーブ軌道効果と微細構造効果を考慮することにより、関数フィットの基底関数を改良した。この結果、有効温度範囲は75-9000 Kと広がり、地球・金星・火星の電離圏に十分となった。
    現在まで、MMS衛星のデータベースの構築を行い、地球磁気圏尾部におけるプラズモイドのイベントリストの作成を行った。昨年度、MMS衛星の酸素イオンデータ自体に不具合が見つかったため、プラズモイドのイベントは20%程度少なくなるが、研究計画に致命的な影響はないことが見込まれる。また平行して、酸素原子と酸素原子イオンの衝突断面積の解明を行い、次の題名の論文として発表した：Ieda, A. (2022). Curved trajectory effect on charge-exchange collision at ionospheric temperatures. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 127, e2021JA029612. https://doi.org/10.1029/2021JA029612。 この研究成果は、電離圏から磁気圏への酸素の流出を定量的に解明するために必要であり、本研究計画において重要である。
    酸素原子と酸素原子イオンの衝突断面積モデルを作成することにより、磁気圏における酸素イオン密度の議論を行う準備をする。その後、MMS衛星取得の磁場・プラズマデータを用いて地球磁気圏尾部におけるプラズモイドの酸素イオン密度を解明する。さらに、この酸素イオン密度と、地球電離圏におけるオーロラ爆発の規模との関係を明らかにする。予想される結果は、プラズモイドの酸素イオン密度は、プラズモイドの速度には相関しないが、オーロラ爆発の規模とは相関することである。

  4. 編隊衛星を用いたオーロラ電流系の解明

    研究課題/研究課題番号：16K05568  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    家田 章正

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    地球の極域電離圏（高度100 km）では、数時間に一度、真夜中付近でオーロラが爆発的に増光する。このオーロラ爆発は、より遠方（高度5-20万km）の磁気圏尾部に流れる電流が、電離圏にショートする現象であると想像される。本研究では地上と衛星からの同時観測を用いてオーロラ爆発を解明した。特に、オーロラ爆発が10分周期で高緯度にジャンプする現象を理解し、また、地上と衛星からでは何故オーロラ爆発が異なって見えるのかを理解した。
    オーロラは宇宙から降下する電子が地球の中性大気を励起することにより発生する。すなわち、オーロラ爆発は恒星大気と惑星大気が激しく相互作用していることを意味しており、オーロラ爆発を理解することは宇宙と地球の境界領域を理解することである。この近宇宙領域は国際宇宙ステーション（高度400 km）や気象衛星軌道(高度4万km)を含み、そこでの電磁気擾乱を理解することは人類の宇宙活動に貢献すると考えられる。

  5. 地上オーロラ観測と衛星直接観測を連携させて挑む新しいサブストーム像の構築

    研究課題/研究課題番号：26247082  2014年6月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    町田 忍, 長井 嗣信, 門倉 昭, 齋藤 義文, 篠原 育, 家田 章正, 堀 智昭, 寺田 直樹, 宮下 幸長, 銭谷 誠司, 西村 幸敏

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    担当区分：研究分担者 

    地上の多点オーロラ観測および磁気圏観測の直接計測で得られたデータの解析、さらに、数値シミュレーションを併せて行うことによって研究を展開した。その結果、われわれがカタパルト電流層と名付けた領域において電子ティアリングモード不安定が発生し、その帰結として磁気リコネクションが開始すること、さらに、その両者に伴う地球向きの高速流が、内側の領域にバルーニング不安定などの圧力の不均一性に起因する不安定を励起して、大規模なオーロラの擾乱を発生させるという従来のモデルを改訂した新しいサブストーム像が得られた。また、関連の研究によって、磁気リコネクションの核心部分の解明が大きく前進した。

  6. 人工衛星－地上ネットワークによるオーロラと電磁波動の高時間分解能観測

    研究課題/研究課題番号：23403009  2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    塩川 和夫, 三好 由純, 尾崎 光紀, 片岡 龍峰, 家田 章正, 海老原 祐輔, 八木谷 聡

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    担当区分：研究分担者 

    本研究では、カナダ北極域のサブオーロラ帯（オーロラ帯よりも少し低い緯度帯）にループアンテナ及び高速のオーロラ観測カメラを設置し、これまでにない最高時間分解能のオーロラ画像（100Hz）とVLF/ELF波動(100kHz)の同時観測を2012年に新たに開始し、2015年現在まで自動定常観測を継続している。これにより、サブオーロラ帯でのVLF/ELF波動のさまざまな変動特性やその波動粒子相互作用を表すオーロラとの関係が世界で初めて明らかにされた。

  7. 衛星直接観測と地磁気逆計算法によるオーロラ電流系の解明

    研究課題/研究課題番号：23540524  2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    家田 章正

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：5070000円 （ 直接経費：3900000円 、 間接経費：1170000円 ）

    地球の昼間電離圏における、高度積分した電気伝導度の、太陽天頂角(SZA)依存性を調べた。電気伝導度は電子密度に依存している。しかし、過去の研究においては、伝導度のSZA依存性が、Chapman理論による電離層最大電子密度で表現できるか否か不明であった。本研究では、観測された電気伝導度を理解するためには、Chapman電離層を修正すれば良いことを見出した。さらに、SZAが大きくなるほど、つまり夜に近づくほど、ホール層が薄くなる効果を指摘し、この効果を、Chapman理論における最大電子生成高度により表現し、電気伝導度比の近似式を作成した。

  8. サブストームトリガー・駆動機構の完全解明に向けた先端研究

    研究課題/研究課題番号：22340145  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    町田 忍, 森岡 昭, 家田 章正, 能勢 正仁, 三好 由純, 宮下 幸長, 堀 智昭, 高田 拓

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    担当区分：研究分担者 

    サブストームは地球磁気圏・電離圏で発生する大規模なエネルギー解放現象であるが、そのトリガー機構と駆動機構の解明を目指して、衛星および地上同時観測で得られた最新データを用いて研究を実施した。その結果、われわれがかねてより提案しているサブストームのトリガー・駆動機構モデルの正当性を確認することができた。また、サブストームに関連したオーロラ電波放射(AKR)について幾つかの重要な知見を得た。

  9. 高感度分光多点観測による超高層大気変動の研究

    研究課題/研究課題番号：20244080  2008年4月 - 2013年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    塩川 和夫, 大塚 雄一, 齊藤 昭則, 三好 由純, 松岡 彩子, 平原 聖文, 細川 敬祐, 野澤 悟徳, 大山 伸一郎, 小川 泰信, 家田 章正, 西谷 望, 石井 守, 久保田 実, 小川 忠彦, 山本 衛

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    担当区分：連携研究者 

    ロシア、カナダ、日本、ノルウェー、インドネシア、タイ、オーストラリアなどにおけるファブリ・ペロー干渉計5台と高感度全天カメラ10台以上を用いた夜間大気光の高感度分光多点観測から、高度80-300kmの地球の超高層大気の擾乱に関するさまざまな研究成果が得られた。代表的な成果の例として、夜間に発生する中規模伝搬性電離圏擾乱（MSTID）のオーロラ帯付近での振る舞いの解明や、80-90km高度の中間圏の大気重力波のダクト伝搬の可視化、台風から発生した大気重力波が中間圏界面付近まで伝搬している様子、赤道域プラズマバブル現象の東向き伝搬と中性大気の風の関係（F層ダイナモ過程を示唆）、などが挙げられる。

  10. 地磁気逆計算法を用いたオーロラ電流系の解明

    2008年4月 - 2012年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    家田　章正

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    担当区分：研究代表者 

  11. 地磁気逆計算法を用いたオーロラ電流系の解明

    2008年4月 - 2012年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    家田 章正

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：3400000円 （ 直接経費：3400000円 ）

  12. カナダ北極域におけるオーロラの高時間分解能光学観測

    研究課題/研究課題番号：19403010  2007年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小川 忠彦, 佐竹 洋, 塩川 和夫, 家田 章正, 西谷 望, 細川 敬祐, 大場 武, 日下部 実, 西谷 望, 細川 敬祐

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    担当区分：研究分担者 

    本研究では、カナダ北極域を中心とした多地点のオーロラ帯において、既存の高感度全天カメラによる定常観測(時間分解能:分)に加えて、30分の1秒の高時間分解能でオーロラの変動を観測する全天カメラを運用し、これらのデータをTHEMIS衛星などの人工衛星データと比較することにより、サブストームに伴うオーロラの微細構造の発達特性や、極冠域の電離圏構造を明らかにした。

  13. 低高度極軌道衛星と地上観測網によるジオスペース電離圏現象の多次元・同時総合観測

    研究課題/研究課題番号：19403011  2007年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    平原 聖文, 浅村 和史, 山崎 敦, 篠原 育, 坂野井 健, 笠羽 康正, 岡野 章一, 宮岡 宏, 門倉 昭, 岡田 雅樹, 小川 泰信, 齊藤 昭則, 野澤 悟徳, 関 華奈子, 塩川 和夫, 家田 章正, 菊池 崇, 大山 伸一郎, 海老原 祐輔, 田口 真, 細川 敬祐, 亘 慎一, 村田 健史, 小川 泰信, 海老原 祐輔, 細川 敬祐, 笠羽 康正, 坂野井 健

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    担当区分：連携研究者 

    2005年8月23日に打ち上げられた「れいめい」衛星は極域低高度を飛翔する小型科学探査衛星であり、世界初の高空間・高時間分解能によるオーロラ粒子・発光の同時観測成果をもたらした。この観測データにより、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する新しい知見を得た。特に、極域磁気圏におけるオーロラ・電磁気圏プラズマの同時・多点・多元観測を遂行し、電離圏・磁気圏結合、及び、磁気圏尾部でのプラズマダイナミクスに関する観測データ・事象の相互比較を行った。

  14. 衛星観測と地磁気逆計算法によるオーロラ爆発開始条件の解明

    2005年4月 - 2008年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    家田　章正

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    担当区分：研究代表者 

  15. 衛星観測と地磁気逆計算法によるオーロラ爆発開始条件の解明

    2005年4月 - 2008年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    家田 章正

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    担当区分：研究代表者  資金種別：競争的資金

    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

  16. カナダ北極域におけるオーロラ・超高層大気の高感度光学観測

    研究課題/研究課題番号：16403007  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小川 忠彦, 塩川 和夫, 大塚 雄一, 家田 章正, 西谷 望, 細川 敬祐

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    担当区分：研究分担者 

    本研究により、極冠域のResolute Bay観測点(磁気緯度83度)に、平成17年1月に高感度全天カメラを設置し、自動観測を開始した。さらに平成17年9月には、高感度全天カメラ、掃天分光フォトメータ、誘導型磁力計をサブオーロラ帯のAthabasca観測点(磁気緯度62度)に設置し、こちらも自動観測を開始した。平成19年現在、どちらも順調に観測を継続している。また、平成18年6月から平成19年4月に、高感度全天カメラを米国・ニューヨーク州Ithacaに設置し、自動観測を行った。本研究の結果として、Resolute Bayで得られた極冠域パッチ現象のデータから、パッチの動きが惑星間空間磁場の変動と非常に良い相関があることを見いだした。この結果は、極冠域のプラズマ対流を可視化し、太陽風の変動に対して磁気圏のプラズマ対流がどのように応答するかを調べるための新たなツールを与えている。このパッチの動きと、Super DARNレーダーで得られるプラズマ対流の動きの比較も行われている。また、Athabascaで得られたオーロラ、地磁気データから、オーロラ帯から赤道側に離れた孤立オーロラとPc1地磁気脈動が1対1対応していることを初めて見いだし、地球の内部磁気圏において、波動と粒子の相互作用が従来考えられていたよりもはるかに空間的に狭い領域で発生していることを示した。
    これら3点の観測から得られるデータはすべてデータベース化され、プロットがホームページで公開されている。また、これらの観測と共同研究が期待されるTHEMIS衛星は、平成19年2月17日に米国から打ち上げられ、平成19年度後半には、カナダの観測点上空でオーロラサブストームに関する共同観測を行うことになっている。

  17. 太陽地球系科学スクールに向けての企画

    研究課題/研究課題番号：15634012  2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    上出 洋介, 荻野 竜樹, 増田 智, 関 華奈子, 西谷 望, 家田 章正

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    担当区分：研究分担者 

    世界中から講師と学生/若手研究者を招き、太陽地球系科学の国際スクールを日本さ開催するため計画を持っている。本研究では、その実現に向けての企画調査を行なった。まず、当該分野でこの数年間に実施されたサマースクールの開催責任者から、経験に基づく体制づくりに関するノウハウを学び、続いて国際学術団体、学会連合から講義課題についての希望調査を行なった。また、以前から共催が要請されているWISER(World Institute for Space Environment Research)本部(ブラジル国立宇宙科学研究所)を訪問し、具体的な条件、可能な共同体制、3カ年計画での講義/シンポジウム、スクール終了後の教科書出版の議論を行なった。それらの調査をもとに、国内研究分担者による準備検討会を開催し、意見を集約した。得られた主な結論は次の通りである。
    1.国際スクールは、講義(午前中)とパネルディスカッション(午後)で構成される。請義では、基礎、最新のトピックスを扱う。パネルディスカッションは、主として最近の相反する理論、モデリングについて、スクールの学生が主導し、講師はアドバイザーとして参加する。開校は5日間(月-金曜日)。3年間続けることが望ましい。
    2.講師は、退官した、当該分野の開拓者レベルとする。著名なメダル/賞の受賞者に限る。学生は、世界の大学、研究所から推薦された70名程度(うち、日本人は10名以内)とする。
    3.このスクールから、3年連続で教科書を出版する。出版は、Cambridge University Press, Springer Verlagなどから選択する。
    4.学生には滞在費/食事代を提供する。旅費は各自の機関もちとする。ただし、発展途上国からの参加者には旅費も支給する。
    5.講師候補者約60名のリストアップを行なった。

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