2024/03/16 更新

写真a

クサノ カンヤ
草野 完也
KUSANO, Kanya
所属
宇宙地球環境研究所 基盤研究部門 総合解析研究部 教授
大学院担当
大学院理学研究科
職名
教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 理学博士 ( 1987年4月   広島大学 ) 

研究キーワード 30

  1. 宇宙天気・宇宙気候

  2. 天体ダイナモ

  3. 太陽フレア

  4. 超水滴

  5. 宇宙気候

  6. 宇宙天気

  7. 宇宙プラズマ

  8. 太陽フレア

  9. 太陽コロナ

  10. ダイナモ

  11. シミュレーション

  12. エアロゾル

  13. super-droplet

  14. Space Weather

  15. Space Plasmas

  16. Space Climate

  17. Solar Flares

  18. Solar Corona

  19. Simulations

  20. Self-Organization

  21. Science of Hierarchical Structure

  22. Nonlineaer Magnetohydrodynamics

  23. Dynamos

  24. cloud

  25. aerosol

  26. 非線形電磁流体力学

  27. 階層構造の科学

  28. 自己組織化

  29. 核融合

研究分野 8

  1. その他 / その他  / 超高層物理学

  2. その他 / その他  / プラズマ物理学

  3. その他 / その他  / 宇宙物理学

  4. エネルギー / プラズマ科学

  5. 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎

  6. 自然科学一般 / 宇宙惑星科学

  7. 自然科学一般 / 天文学

  8. 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論

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現在の研究課題とSDGs 3

  1. 太陽地球システムの包括的モデリング

  2. 太陽フレア発生機構と黒点活動の起源

  3. 太陽活動の地球環境影響

経歴 25

  1. 名古屋大学   宇宙地球環境研究所   所長

    2017年4月 - 2023年3月

  2. 名古屋大学   宇宙地球環境研究所   教授

    2015年10月 - 現在

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    国名:日本国

  3. 名古屋大学   宇宙地球環境研究所   教授

    2015年10月 - 現在

  4. 名古屋大学   宇宙地球環境研究所   副所長

    2015年10月 - 2017年3月

  5. 名古屋大学   太陽地球環境研究所   副所長

    2012年4月 - 2015年9月

  6. 名古屋大学   太陽地球環境研究所   教授

    2009年7月 - 2015年9月

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    国名:日本国

  7. 名古屋大学   太陽地球環境研究所   教授

    2009年7月 - 2015年9月

  8. 独立行政法人海洋研究開発機構   地球内部ダイナミクス研究領域   チームリーダー

    2009年4月 - 2009年6月

  9. 独立行政法人海洋研究開発機構地球内部ダイナミクス領域地球内部ダイナミクス基盤研究プログラム階層システム研究チーム・チームリーダー

    2009年4月

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    国名:日本国

  10. 名古屋大学太陽地球環境研究所客員教授

    2008年5月 - 2009年3月

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    国名:日本国

  11. 東京工業大学大学院理工学研究科客員教授

    2008年4月

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    国名:日本国

  12. 明治大学大学院理工学研究科客員教授

    2008年4月

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    国名:日本国

  13. 広島大学大学院先端物質科学研究科客員教授

    2005年12月 - 2008年3月

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    国名:日本国

  14. 独立行政法人海洋研究開発機構地球シミュレータセンター連結階層シミュレーション研究開発プログラム・プログラムディレクター

    2005年11月 - 2009年3月

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    国名:日本国

  15. 独立行政法人海洋研究開発機構   地球シミュレータセンター   プログラムディレクター

    2005年11月 - 2009年3月

  16. 独立行政法人海洋研究開発機構地球シミュレータセンター連結階層シミュレーション研究開発プログラムアルゴリズム研究グループ・グループリーダー

    2004年9月 - 2005年10月

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    国名:日本国

  17. 独立行政法人海洋研究開発機構   地球シミュレータセンター   グループリーダー

    2004年9月 - 2005年10月

  18. 広島大学大学院先端物質科学研究科助教授

    1998年4月 - 2004年8月

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    国名:日本国

  19. 広島大学

    1998年4月 - 2004年3月

  20. 広島大学理学部助教授

    1996年4月 - 1998年3月

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    国名:日本国

  21. 広島大学

    1996年4月 - 1998年3月

  22. 広島大学理学部助手

    1987年6月 - 1996年3月

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    国名:日本国

  23. 広島大学

    1987年5月 - 1996年3月

  24. 日本学術振興会特別研究員

    1986年4月 - 1987年5月

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    国名:日本国

  25. 日本学術振興会   特別研究員

    1986年4月 - 1987年4月

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学歴 4

  1. 広島大学   理学研究科   物性学専攻

    1984年4月 - 1987年3月

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    国名: 日本国

  2. 広島大学   理学研究科   物性学専攻

    1982年4月 - 1987年3月

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    国名: 日本国

  3. 広島大学   理学研究科   物性学専攻

    1982年4月 - 1984年3月

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    国名: 日本国

  4. 北海道大学   理学部   物理学科

    1978年4月 - 1982年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 6

  1. 日本天文学会

  2. 地球電磁気・地球惑星圏学会

  3. プラズマ・核融合学会

  4. 国際天文学連合

  5. 米国地球物理学連合

  6. 日本物理学会

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受賞 5

  1. 令和4年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)

    2022年4月   文部科学省  

    巨大太陽フレアの精密予測と発生機構に関する研究

  2. 西宮湯川記念賞

    1998年  

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    受賞国:日本国

  3. 西宮湯川記念賞

    1998年  

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    受賞国:日本国

  4. 井上研究奨励賞

    1987年  

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    受賞国:日本国

  5. 井上研究奨励賞

    1987年  

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    受賞国:日本国

 

論文 193

  1. A physics-based method that can predict imminent large solar flares 査読有り 国際誌

    Kusano, K; Iju, T; Bamba, Y; Inoue, S

    SCIENCE   369 巻 ( 6503 ) 頁: 587 - 591   2020年7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)  

    Solar flares are highly energetic events in the Sun’s corona that affect Earth’s space weather. The mechanism that drives the onset of solar flares is unknown, hampering efforts to forecast them, which mostly rely on empirical methods. We present the κ-scheme, a physics-based model to predict large solar flares through a critical condition of magnetohydrodynamic instability, triggered by magnetic reconnection. Analysis of the largest (X-class) flares from 2008 to 2019 (during solar cycle 24) shows that the κ-scheme predicts most imminent large solar flares, with a small number of exceptions for confined flares. We conclude that magnetic twist flux density, close to a magnetic polarity inversion line on the solar surface, determines when and where solar flares may occur and how large they can be.

    DOI: 10.1126/science.aaz2511

    Web of Science

    PubMed

  2. Solar Soft X-Ray Irradiance Variability, II: Temperature Variations of Coronal X-Ray Features

    Adithya, HN; Kariyappa, R; Kusano, K; Masuda, S; Imada, S; Zender, J; Damé, L; Manjunath, H; Deluca, E; Weber, M

    SOLAR PHYSICS   298 巻 ( 8 )   2023年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11207-023-02190-x

    Web of Science

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11207-023-02190-x/fulltext.html

  3. Vol. 55, Issue 3 (Heliophysics 2024 Decadal Whitepapers)

    Louise Harra, Lyndsay Fletcher, Laurent Gizon, Sami Solanki, Marco Romoli, Louise Harra, Kanya Kusano, Hideyuki Hotta, Yukio Katsukawa, Richard Harrison, Chris Owen, Jackie Davies, Shinsuke Imada, Shin Toriumi, Kostas Tziotziou, David Orozco-Suarez, Daniele Verscharen, Athanasios Papaioannou, Ryan Milligan, Georgia Tsiropoula, Hiroshisa Hara, Toshifumi Shimizu, Säm Krucker, Duncan Mackay, David Berghmans, Marie Dominique, Laurent Dolla, Sergei Shestov, Ioannis Daglis, George Balasis, Alexander Nindos, Kostis Moraitis, Costis Gontikakis, Sarah Matthews, Ineke De Moortel, Xenophon Moussas, Jose Carlos del Toro Iniesta, Mihalis Mathioudakis, Javier Rodriguez-Pacheco, Daniele Spadaro, Peter Gallagher, Duncan Mackay, Vincenzo Andretta, Andrew Fazakerley, Frederic Auchère, Silvano Fineschi, Daniele Telloni, Robert Wimmer-Schweingruber, Lucia Kleint, Hardi Peter, Natalie Krivova, Lakshmi Pradeeep Chitta, Krzysztof Barczynski, Wolfgang Finsterle, Alexis Rouillard, James McLaughlin, Nour E. Raouafi, Daniel Verscharen, Silvia Dalla, Anastasios Anastasiadis

    Bulletin of the AAS     2023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)  

    DOI: 10.3847/25c2cfeb.ffa884ce

  4. Response of high-altitude clouds to the galactic cosmic ray cycles in tropical regions

    Miyahara, H; Kusano, K; Kataoka, R; Shima, SI; Touber, E

    FRONTIERS IN EARTH SCIENCE   11 巻   2023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)  

    DOI: 10.3389/feart.2023.1157753

    Web of Science

  5. Particle Acceleration and Their Escape into the Heliosphere in Solar Flares with Open Magnetic Field

    Gordovskyy, M; Browning, PK; Kusano, K; Inoue, S; Vekstein, GE

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   952 巻 ( 1 )   2023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)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/acdb4d

    Web of Science

  6. Turbulent convection as a significant hidden provider of magnetic helicity in solar eruptions 査読有り 国際共著 国際誌

    Toriumi, S; Hotta, H; Kusano, K

    SCIENTIFIC REPORTS   13 巻 ( 1 ) 頁: 8994   2023年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-023-36188-z

    Web of Science

    PubMed

  7. Novel Approach to Forecasting Photospheric Emergence of Active Regions

    Silva, SSA; Lennard, M; Verth, G; Ballai, I; Rempel, EL; Warnecke, J; Iijima, H; Hotta, H; Park, SH; Donea, AC; Kusano, K; Fedun, V

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   948 巻 ( 2 ) 頁: L24 - L24   2023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: 10.3847/2041-8213/acd007

    Web of Science

    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acd007/pdf

  8. Prediction of Solar Storms 招待有り 査読有り

    Kanya Kusano, Shin Toriumi, Daikou Shiota, Takashi Minoshima

    Solar-Terrestrial Environmental Prediction     頁: 289 - 325   2023年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文  

    DOI: 10.1007/978-981-19-7765-7_10

  9. Impact of subsurface convective flows on the formation of sunspot magnetic field and energy build-up

    Kaneko, T; Hotta, H; Toriumi, S; Kusano, K

    MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY   517 巻 ( 2 ) 頁: 2775 - 2786   2022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: 10.1093/mnras/stac2635

    Web of Science

  10. Modeling the Transport and Deposition of <SUP>10</SUP>Be Produced by the Strongest Solar Proton Event During the Holocene

    Spiegl, TC; Yoden, S; Langematz, U; Sato, T; Chhin, R; Noda, S; Miyake, F; Kusano, K; Schaar, K; Kunze, M

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES   127 巻 ( 13 )   2022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)  

    DOI: 10.1029/2021JD035658

    Web of Science

    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1029/2021JD035658

  11. Generation of Solar-like Differential Rotation

    Hotta, H; Kusano, K; Shimada, R

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   933 巻 ( 2 ) 頁: 199 - 199   2022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)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/ac7395

    Web of Science

    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac7395/pdf

  12. Solar differential rotation reproduced with high-resolution simulation

    Hotta, H; Kusano, K

    NATURE ASTRONOMY   5 巻 ( 11 ) 頁: 1100 - 1102   2021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: 10.1038/s41550-021-01459-0

    Web of Science

    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01459-0

  13. Special issue "Solar-terrestrial environment prediction: toward the synergy of science and forecasting operation of space weather and space climate"

    Kusano, K; Ishii, M; Berger, T; Miyoshi, Y; Yoden, S; Liu, HX; Onsager, T; Ichimoto, K

    EARTH PLANETS AND SPACE   73 巻 ( 1 )   2021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: 10.1186/s40623-021-01530-0

    Web of Science

  14. PSTEP: project for solar-terrestrial environment prediction

    Kusano, K; Ichimoto, K; Ishii, M; Miyoshi, Y; Yoden, S; Akiyoshi, H; Asai, A; Ebihara, Y; Fujiwara, H; Goto, TN; Hanaoka, Y; Hayakawa, H; Hosokawa, K; Hotta, H; Hozumi, K; Imada, S; Iwai, K; Iyemori, T; Jin, H; Kataoka, R; Katoh, Y; Kikuchi, T; Kubo, Y; Kurita, S; Matsumoto, H; Mitani, T; Miyahara, H; Miyoshi, Y; Nagatsuma, T; Nakamizo, A; Nakamura, S; Nakata, H; Nishizuka, N; Otsuka, Y; Saito, S; Saito, S; Sakurai, T; Sato, T; Shimizu, T; Shinagawa, H; Shiokawa, K; Shiota, D; Takashima, T; Tao, C; Toriumi, S; Ueno, S; Watanabe, K; Watari, S; Yashiro, S; Yoshida, K; Yoshikawa, A

    EARTH PLANETS AND SPACE   73 巻 ( 1 )   2021年8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/s40623-021-01486-1

    Web of Science

  15. Eruptivity in Solar Flares: The Challenges of Magnetic Flux Ropes

    Lin, PH; Kusano, K; Leka, KD

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   913 巻 ( 2 )   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/abf3c1

    Web of Science

  16. Space weather benchmarks on Japanese society

    Ishii, M; Shiota, D; Tao, C; Ebihara, Y; Fujiwara, H; Ishii, T; Ichimoto, K; Kataoka, R; Koga, K; Kubo, Y; Kusano, K; Miyoshi, Y; Nagatsuma, T; Nakamizo, A; Nakamura, M; Nishioka, M; Saito, S; Sato, T; Tsugawa, T; Yoden, S

    EARTH PLANETS AND SPACE   73 巻 ( 1 )   2021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: 10.1186/s40623-021-01420-5

    Web of Science

  17. Solar Soft X-ray Irradiance Variability, I: Segmentation of Hinode/XRT Full-Disk Images and Comparison with GOES (1-8 angstrom) X-Ray Flux

    H. N. Adithya, Rangaiah Kariyappa, Imada Shinsuke, Kusano Kanya, Joe Zender, Luc Dame, Giono Gabriel, Edward DeLuca, Mark Weber

    SOLAR PHYSICS   296 巻 ( 4 )   2021年4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:SPRINGER  

    It is of great interest and importance to study the variabilities of solar EUV, UV and X-ray irradiance in heliophysics, in Earth's climate, and space weather applications. A careful study is required to identify, track, monitor and segment the different coronal features such as active regions (ARs), coronal holes (CHs), the background regions (BGs) and the X-ray bright points (XBPs) from spatially resolved full-disk images of the Sun. Variability of solar soft X-ray irradiance is studied for a period of 13 years (February 2007-March 2020, covers Solar Cycle 24), using the X-Ray Telescope on board the Hinode (Hinode/XRT) and GOES (1 - 8 angstrom). The full-disk X-ray images observed in Al_mesh filter from XRT are used, for the first time, to understand the solar X-ray irradiance variability measured, Sun as a star, by GOES instrument. An algorithm in Python has been developed and applied to identify and segment coronal X-ray features (ARs, CHs, BGs, and XBPs) from the full-disk soft X-ray observations of Hinode/XRT. The segmentation process has been carried out automatically based on the intensity level, morphology and sizes of the X-ray features. The total intensity, area, and contribution of ARs/CHs/BGs/XBPs features were estimated and compared with the full-disk integrated intensity (FDI) and GOES (1 - 8 angstrom) X-ray irradiance measurements. The XBPs have been identified and counted automatically over the full disk to investigate their relation to solar magnetic cycle. The total intensity of ARs/CHs/BGs/XBPs/FD regions are compared with the GOES (1 - 8 angstrom) X-ray irradiance variations. We present the results obtained from Hinode/XRT full-disk images (in Al_mesh filter) and compare the resulting integrated full-disk intensity (FDI) with GOES X-ray irradiance. The X-ray intensity measured over ARs/CHs/BGs/XBPs/FD is well correlated with GOES X-ray flux. The contributions of the segmented X-ray features to FDI and X-ray irradiance variations are determined. It is found that the background and active regions have a greater impact on the X-ray irradiance fluctuations. The mean contribution estimated for the whole observed period of the background regions (BGs) will be around 65 +/- 10.97%, whereas the ARs, XBPs and CHs are 30 +/- 11.82%, 4 +/- 1.18% and 1 +/- 0.52%, respectively, to total solar X-ray flux. We observed that the area and contribution of ARs and CHs varies with the phase of the solar cycle, whereas the BGs and XBPs show an anti-correlation. We find that the area of the coronal features is highly variable suggesting that their area has to be taken into account in irradiance models, in addition to their intensity variations. The time series results of XBPs suggest for an existence of anti-correlation between the number of XBPs and the sunspot numbers. It is also important to consider both the number variation and the contribution of XBPs in the reconstruction of total solar X-ray irradiance variability.

    DOI: 10.1007/s11207-021-01785-6

    Web of Science

  18. Magnetic Helicity Flux across Solar Active Region Photospheres. II. Association of Hemispheric Sign Preference with Flaring Activity during Solar Cycle 24

    Park, SH; Leka, KD; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   911 巻 ( 2 )   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/abea13

    Web of Science

  19. Data-driven MHD Simulation of Successive Solar Plasma Eruptions

    Kaneko, T; Park, SH; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   909 巻 ( 2 )   2021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: 10.3847/1538-4357/abe414

    Web of Science

  20. Lagrangian chaotic saddles and objective vortices in solar plasmas

    Chian, ACL; Silva, SSA; Rempel, EL; Rubio, LRB; Gosic, M; Kusano, K; Park, SH

    PHYSICAL REVIEW E   102 巻 ( 6 )   2020年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevE.102.060201

    Web of Science

    PubMed

  21. Magnetic Helicity Flux across Solar Active Region Photospheres. I. Hemispheric Sign Preference in Solar Cycle 24

    Park, SH; Leka, KD; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   904 巻 ( 1 )   2020年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/abbb93

    Web of Science

  22. Forward Modeling of Particle Acceleration and Transport in an Individual Solar Flare

    Gordovskyy, M; Browning, PK; Inoue, S; Kontar, EP; Kusano, K; Vekstein, GE

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   902 巻 ( 2 )   2020年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/abb60e

    Web of Science

  23. The Effects of Oscillations and Collisions of Emerging Bipolar Regions on the Triggering of Solar Flares

    Boocock, C; Kusano, K; Tsiklauri, D

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   900 巻 ( 1 )   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aba61a

    Web of Science

  24. A New Parameter of the Photospheric Magnetic Field to Distinguish Eruptive-flare Producing Solar Active Regions 査読有り

    Lin, PH; Kusano, K; Shiota, D; Inoue, S; Leka, KD; Mizuno, Y

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   894 巻 ( 1 )   2020年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/ab822c

    Web of Science

    Scopus

  25. A Magnetohydrodynamic Relaxation Method for Non-force-free Magnetic Field in Magnetohydrostatic Equilibrium 査読有り

    Miyoshi, T; Kusano, K; Inoue, S

    ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES   247 巻 ( 1 )   2020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: 10.3847/1538-4365/ab64f2

    Web of Science

    Scopus

  26. A Comparison of Flare Forecasting Methods. IV. Evaluating Consecutive-day Forecasting Patterns

    Park, SH; Leka, KD; Kusano, K; Andries, J; Barnes, G; Bingham, S; Bloomfield, DS; McCloskey, AE; Delouille, V; Falconer, D; Gallagher, PT; Georgoulis, MK; Kubo, Y; Lee, K; Lee, S; Lobzin, V; Mun, J; Murray, SA; Nageem, TAMH; Qahwaji, R; Sharpe, M; Steenburgh, RA; Steward, G; Terkildsen, M

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   890 巻 ( 2 )   2020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: 10.3847/1538-4357/ab65f0

    Web of Science

    Scopus

  27. Serial Flaring in an Active Region: Exploring Why Only One Flare Is Eruptive 査読有り

    Woods, MM; Inoue, S; Harra, LK; Matthews, SA; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   890 巻 ( 1 )   2020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: 10.3847/1538-4357/ab6bc8

    Web of Science

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  28. What Can Be Learned from Modern Data?

    Kusano, K; Cliver, E; Hayakawa, H; Kovaltsov, GA; Usoskin, IG

    EXTREME SOLAR PARTICLE STORMS: THE HOSTILE SUN     2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/2514-3433/ab404ach2

    Web of Science

  29. 太陽活動による地球環境変動の解明

    草野完也, 堀田英之

    日本シミュレーション学会誌「シミュレーション」   39 巻 ( 2 ) 頁: .   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  30. Onset Mechanism of M6.5 Solar Flare Observed in Active Region 12371 査読有り

    Kang, J; Inoue, S; Kusano, K; Park, SH; Moon, YJ

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   887 巻 ( 2 )   2019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: 10.3847/1538-4357/ab5582

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  31. Supergranular turbulence in the quiet Sun: Lagrangian coherent structures (vol 488, pg 3076, 2019) 査読有り

    Chian, ACL; Silva, SSA; Rempel, EL; Gosic, M; Rubio, LRB; Kusano, K; Miranda, RA; Requerey, IS

    MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY   489 巻 ( 1 ) 頁: 707 - 707   2019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)  

    © 2019 The Author(s) Published by Oxford University Press on behalf of the Royal Astronomical Society This is an erratum to the paper 'Supergranular turbulence in the quiet Sun: Lagrangian coherent structures' that was published in MNRAS, 488, 3076-3088 (2019). In the original version of stz1909, there were several instances where the author's corrections had not been implemented during the proofing stages. These have now been corrected as follows: (i) Page 3077: in the second paragraph, the reference 'G16 G17' has been corrected to 'Gošić et al. 2014, 2016'. (ii) Page 3079: in section 3.1, the reference 'G20' has been corrected to 'Haller (2015)'. (iii) Page 3087: the article ID 'eeau2307' has been added to reference 'Hotta H., Iijima H., Kusano K., 2019, Sci. Adv., 5'. The publisher apologises for these errors.

    DOI: 10.1093/mnras/stz2296

    Web of Science

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  32. Supergranular turbulence in the quiet Sun: Lagrangian coherent structures 査読有り

    Chian, ACL; Silva, SSA; Rempel, EL; Gosic, M; Rubio, LRB; Kusano, K; Miranda, RA; Requerey, IS

    MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY   488 巻 ( 3 ) 頁: 3076 - 3088   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/mnras/stz1909

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    Scopus

  33. A Comparison of Flare Forecasting Methods. III. Systematic Behaviors of Operational Solar Flare Forecasting Systems 査読有り

    Leka, KD; Park, SH; Kusano, K; Andries, J; Barnes, G; Bingham, S; Bloomfield, DS; McCloskey, AE; Delouille, V; Falconer, D; Gallagher, PT; Georgoulis, MK; Kubo, Y; Lee, K; Lee, S; Lobzin, V; Mun, J; Murray, SA; Nageem, TAMH; Qahwaji, R; Sharpe, M; Steenburgh, RA; Steward, G; Terkildsen, M

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   881 巻 ( 2 )   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/ab2e11

    Web of Science

    Scopus

  34. A Comparison of Flare Forecasting Methods. II. Benchmarks, Metrics, and Performance Results for Operational Solar Flare Forecasting Systems 査読有り

    Leka, KD; Park, SH; Kusano, K; Andries, J; Barnes, G; Bingham, S; Bloomfield, DS; McCloskey, AE; Delouille, V; Falconer, D; Gallagher, PT; Georgoulis, MK; Kubo, Y; Lee, K; Lee, S; Lobzin, V; Mun, J; Murray, SA; Nageem, TAMH; Qahwaji, R; Sharpe, M; Steenburgh, RA; Steward, G; Terkildsen, M

    ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES   243 巻 ( 2 )   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4365/ab2e12

    Web of Science

    Scopus

  35. Mechanism of non-steady Petschek-type reconnection with uniform resistivity 査読有り

    Shibayama, T; Kusano, K; Miyoshi, T; Bhattacharjee, A

    PHYSICS OF PLASMAS   26 巻 ( 3 )   2019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: 10.1063/1.5084771

    Web of Science

    Scopus

  36. Semiconservative reduced speed of sound technique for low Mach number flows with large density variations 査読有り

    Iijima, H, Hotta, H, Imada, S

    Astronomy & Astrophysics   662 巻   頁: A157 - A157   2019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: 10.1051/0004-6361/201834031

  37. Weak influence of near-surface layer on solar deep convection zone revealed by comprehensive simulation from base to surface 査読有り

    Hotta, H; Iijima, H; Kusano, K

    SCIENCE ADVANCES   5 巻 ( 1 )   2019年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/sciadv.aau2307

    Web of Science

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    PubMed

  38. Onset mechanism of solar eruptions 査読有り

    Inoue, S; Bamba, Y; Kusano, K

    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS   180 巻   頁: 3 - 8   2018年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jastp.2017.08.035

    Web of Science

    Scopus

  39. A Study of Magnetic Field Characteristics of the Flaring Active Region Based on Nonlinear Force-free Field Extrapolation 査読有り

    Muhamad, J; Kusano, K; Inoue, S; Bamba, Y

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   863 巻 ( 2 )   2018年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aad181

    Web of Science

    Scopus

  40. The Triggering of the 2014 March 29 Filament Eruption 査読有り

    Woods, MM; Inoue, S; Harra, LK; Matthews, SA; Kusano, K; Kalmoni, NME

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   860 巻 ( 2 )   2018年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aac5e1

    Web of Science

    Scopus

  41. Coronal mass ejection hits mercury: AIKEF hybrid-code results compared to MESSENGER data 査読有り

    Exner, W; Heyner, D; Liuzzo, L; Motschmann, U; Shiota, D; Kusano, K; Shibayama, T

    PLANETARY AND SPACE SCIENCE   153 巻   頁: 89 - 99   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.pss.2017.12.016

    Web of Science

    Scopus

  42. Evaluation of Applicability of a Flare Trigger Model Based on a Comparison of Geometric Structures 査読有り

    Bamba, Y; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   856 巻 ( 1 )   2018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: 10.3847/1538-4357/aaacd1

    Web of Science

    Scopus

  43. Formation and dynamics of a solar eruptive flux tube 査読有り

    Inoue, S; Kusano, K; Büchner, J; Skála, J

    NATURE COMMUNICATIONS   9 巻 ( 1 )   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-017-02616-8

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  44. Improvement of solar-cycle prediction: Plateau of solar axial dipole moment 査読有り

    Iijima, H; Hotta, H; Imada, S; Kusano, K; Shiota, D

    ASTRONOMY & ASTROPHYSICS   607 巻   2017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)   出版者・発行元:EDP SCIENCES S A  

    © ESO, 2017. Aims. We report the small temporal variation of the axial dipole moment near the solar minimum and its application to the solar-cycle prediction by the surface flux transport (SFT) model. Methods. We measure the axial dipole moment using the photospheric synoptic magnetogram observed by the Wilcox Solar Observatory (WSO), the ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory Michelson Doppler Imager (MDI), and the NASA Solar Dynamics Observatory Helioseismic and Magnetic Imager (HMI). We also use the SFT model for the interpretation and prediction of the observed axial dipole moment. Results. We find that the observed axial dipole moment becomes approximately constant during the period of several years before each cycle minimum, which we call the axial dipole moment plateau. The cross-equatorial magnetic flux transport is found to be small during the period, although a significant number of sunspots are still emerging. The results indicate that the newly emerged magnetic flux does not contribute to the build up of the axial dipole moment near the end of each cycle. This is confirmed by showing that the time variation of the observed axial dipole moment agrees well with that predicted by the SFT model without introducing new emergence of magnetic flux. These results allow us to predict the axial dipole moment at the Cycle 24/25 minimum using the SFT model without introducing new flux emergence. The predicted axial dipole moment at the Cycle 24/25 minimum is 60-80 percent of Cycle 23/24 minimum, which suggests the amplitude of Cycle 25 is even weaker than the current Cycle 24. Conclusions. The plateau of the solar axial dipole moment is an important feature for the longer-term prediction of the solar cycle based on the SFT model.

    DOI: 10.1051/0004-6361/201731813

    Web of Science

    Scopus

  45. Taylor problem and onset of plasmoid instability in the Hall-magnetohydrodynamics 査読有り

    Vekstein, G; Kusano, K

    PHYSICS OF PLASMAS   24 巻 ( 10 )   2017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: 10.1063/1.4996982

    Web of Science

    Scopus

  46. Double Arc Instability in the Solar Corona 査読有り

    Ishiguro, N; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   843 巻 ( 2 )   2017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)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aa799b

    Web of Science

  47. Magnetohydrodynamic Simulations for Studying Solar Flare Trigger Mechanism 査読有り

    Muhamad, J; Kusano, K; Inoue, S; Shiota, D

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   842 巻 ( 2 )   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aa750e

    Web of Science

  48. Study on Precursor Activity of the X1.6 Flare. in the Great AR 12192 with <i>SDO</i>, <i>IRIS</i>, and <i>Hinode</i> 査読有り

    Bamba, Y; Lee, KS; Imada, S; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   840 巻 ( 2 )   2017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: 10.3847/1538-4357/aa6dfe

    Web of Science

  49. High-resolution observations of flare precursors in the low solar atmosphere

    Wang Haimin, Liu Chang, Ahn Kwangsu, Xu Yan, Jing Ju, Deng Na, Huang Nengyi, Liu Rui, Kusano Kanya, Fleishman Gregory D., Gary Dale E., Cao Wenda

    NATURE ASTRONOMY   1 巻 ( 5 )   2017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: 10.1038/s41550-017-0085

    Web of Science

  50. Triggering Process of the X1.0 Three-ribbon Flare in the Great Active Region NOAA 12192 査読有り

    Bamba, Y; Inoue, S; Kusano, K; Shiota, D

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   838 巻 ( 2 )   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aa6682

    Web of Science

  51. High-resolution observations of flare precursors in the low solar atmosphere 査読有り

    Haimin Wang, Chang Liu, Kwangsu Ahn, Yan Xu, Ju Jing, Na Deng, Nengyi Huang, Rui Liu, Kanya Kusano, Gregory D. Fleishman, Dale E. Gary & Wenda Cao

    Nature Astronomy   1 巻   頁: 0085   2017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: 10.1038/s41550-017-0085

  52. SIMULATION STUDY OF HEMISPHERIC PHASE-ASYMMETRY IN THE SOLAR CYCLE 査読有り

    Shukuya, D; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   835 巻 ( 1 )   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/835/1/84

    Web of Science

  53. 太陽地球圏環境の理解と予測に向けて

    草野 完也

    日本航空宇宙学会誌   65 巻 ( 1 ) 頁: 22 - 25   2017年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本航空宇宙学会  

    <p>太陽活動に起因した太陽地球圏環境の変動は,人類の宇宙活動のみならず,電力・通信・測位システムなど現代社会の様々な基盤にも大きな影響を与える.また,太陽周期活動の変化は長期的な気候変動にも影響を与えることが考えられる.そうした太陽地球環境の変動を予測するために,これまで多くの努力がなされているが,未だに十分正確な予測技術を我々は獲得できていない.特に,従来の予測方法は過去の観測データに基づく経験的手法に依存しているため,科学的観測データが不足する大規模変動とその影響の予測には困難がある.また,太陽地球圏のダイナミクスは複合的現象であり,その理解のためには分野横断的な研究が不可欠となる.現在,我が国では多くの関連研究機関が協力し,新学術領域研究「太陽地球圏環境予測(PSTEP)」が進行中である.国内外の研究機関との協力研究を通して,今後,多くの成果が生まれることが期待される.</p>

    DOI: 10.14822/kjsass.65.1_22

    CiNii Books

  54. The Characteristics of Solar X-Class Flares and CMEs: A Paradigm for Stellar Superflares and Eruptions? 査読有り

    Harra, LK; Schrijver, CJ; Janvier, M; Toriumi, S; Hudson, H; Matthews, S; Woods, MM; Hara, H; Guedel, M; Kowalski, A; Osten, R; Kusano, K; Lueftinger, T

    SOLAR PHYSICS   291 巻 ( 6 ) 頁: 1761 - 1782   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11207-016-0923-0

    Web of Science

  55. STRUCTURE AND STABILITY OF MAGNETIC FIELDS IN SOLAR ACTIVE REGION 12192 BASED ON NONLINEAR FORCE-FREE FIELD MODELING 査読有り

    Inoue, S; Hayashi, K; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   818 巻 ( 2 ) 頁: ir. 168, 11   2016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: 10.3847/0004-637X/818/2/168

    Web of Science

  56. Fast magnetic reconnection supported by sporadic small-scale Petschek-type shocks 査読有り

    Shibayama, T; Kusano, K; Miyoshi, T; Nakabou, T; Vekstein, G

    PHYSICS OF PLASMAS   22 巻 ( 10 ) 頁: id.100706   2015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: 10.1063/1.4934652

    Web of Science

  57. Nonlinear regimes of forced magnetic reconnection 査読有り

    Vekstein, G; Kusano, K

    PHYSICS OF PLASMAS   22 巻 ( 9 ) 頁: 090707   2015年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4932079

    Web of Science

  58. No Major Solar Flares but the Largest Geomagnetic Storm in the Present Solar Cycle 査読有り

    Kamide, Y; Kusano, K

    SPACE WEATHER-THE INTERNATIONAL JOURNAL OF RESEARCH AND APPLICATIONS   13 巻 ( 6 ) 頁: 365 - 367   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/2015SW001213

    Web of Science

  59. 23pBH-11 動的ペチェック過程による磁気リコネクションの新たな高速化機構

    柴山 拓也, 草野 完也, 三好 隆博, 中坊 孝司, Vekstein Grigory

    日本物理学会講演概要集   70 巻   頁: 896 - 896   2015年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_896

    CiNii Books

  60. Comparison between Hinode/SOT and SDO/HMI, AIA data for the study of the solar flare trigger process 査読有り

    Bamba, Y; Kusano, K; Imada, S; Iida, Y

    PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF JAPAN   66 巻   2014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)  

    Understanding the mechanism that produces solar flares is important not only from the scientific point of view but also for improving space weather predictability. There are numerous observational and computational studies that have attempted to reveal the onset mechanism of solar flares. However, the underlying mechanism of flare onset remains elusive. To elucidate the flare trigger mechanism, we analyzed several flare events which were observed by Hinode/Solar Optical Telescope (SOT) in our previous study. Because of the limitation of the SOT field of view, however, only four events in the Hinode data sets have been usable. Therefore, increasing the number of events is required for evaluating the flare trigger models. We investigated the applicability of data obtained by the Solar Dynamics Observatory (SDO) to increase the data sample for a statistical analysis of the flare trigger process. SDO regularly observes the full disk of the sun and all flares, although its spatial resolution is lower than that of Hinode. We investigated the M6.6 flare which occurred on 2011 February 13, and compared the analyzed data of SDO with the results of our previous study using Hinode/SOT data. Filter and vector magnetograms obtained by the Helioseismic and Magnetic Imager and filtergrams from the Atmospheric Imaging Assembly (AIA) 1600 angstrom were employed. From the comparison of small-scale magnetic configurations and chromospheric emission prior to the flare onset, we confirmed that the trigger region is detectable with the SDO data. We also measured the magnetic shear angles of the active region and the azimuth and strength of the flare trigger field. The results were consistent with our previous study. We concluded that statistical studies of the flare trigger process are feasible with SDO as well as Hinode data. We also investigated the temporal evolution of the magnetic field before the flare onset with SDO.

    DOI: 10.1093/pasj/psu091

    Web of Science

  61. Coronal behavior before the large flare onset 査読有り

    Imada, Shinsuke, Bamba, Yumi, and Kusano, Kanya

    Publ. Astron. Soc. Japan     2014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: 10.1093/pasj/psu092

  62. Comparison between Hinode/SOT and SDO/HMI, AIA Data for the Study of the Solar Flare Trigger Process 査読有り

    Bamba, Yumi; Kusano, Kanya; Imada, Shinsuke; Iida, Yusuke

    Publications of the Astronomical Society of Japan   66 巻 ( SP1 ) 頁: S1 11   2014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: 10.1093/pasj/psu092

  63. Formation of a Flare-Productive Active Region: Observation and Numerical Simulation of NOAA AR 11158 査読有り

    Toriumi, S; Iida, Y; Kusano, K; Bamba, Y; Imada, S

    SOLAR PHYSICS   289 巻 ( 9 ) 頁: 3351 - 3369   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11207-014-0502-1

    Web of Science

  64. NONLINEAR FORCE-FREE EXTRAPOLATION OF THE CORONAL MAGNETIC FIELD BASED ON THE MAGNETOHYDRODYNAMIC RELAXATION METHOD 査読有り

    S. Inoue, T. Magara, V. S. Pandey, D. Shiota, K. Kusano, G. S. Choe, K. S. Kim

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   780 巻 ( 1 ) 頁: 101   2014年1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:IOP PUBLISHING LTD  

    We develop a nonlinear force-free field (NLFFF) extrapolation code based on the magnetohydrodynamic (MHD) relaxation method. We extend the classical MHD relaxation method in two important ways. First, we introduce an algorithm initially proposed by Dedner et al. to effectively clean the numerical errors associated with del . B. Second, the multigrid type method is implemented in our NLFFF to perform direct analysis of the high-resolution magnetogram data. As a result of these two implementations, we successfully extrapolated the high resolution force-free field introduced by Low & Lou with better accuracy in a drastically shorter time. We also applied our extrapolation method to the MHD solution obtained from the flux-emergence simulation by Magara. We found that NLFFF extrapolation may be less effective for reproducing areas higher than a half-domain, where some magnetic loops are found in a state of continuous upward expansion. However, an inverse S-shaped structure consisting of the sheared and twisted loops formed in the lower region can be captured well through our NLFFF extrapolation method. We further discuss how well these sheared and twisted fields are reconstructed by estimating the magnetic topology and twist quantitatively.

    DOI: 10.1088/0004-637X/780/1/101

    Web of Science

  65. A Plasma β Transition within a Propagating Flux Rope 査読有り

    Savani, N. P., Vourlidas, A., Shiota, D., Linton, M. G., Kusano, K., Lugaz, N., Rouillard, A. P.

    The Astrophysical Journal   779 巻 ( 2 ) 頁: 142   2013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)  

  66. A PLASMA β TRANSITION WITHIN A PROPAGATING FLUX ROPE 査読有り

    Savani, NP; Vourlidas, A; Shiota, D; Linton, MG; Kusano, K; Lugaz, N; Rouillard, AP

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   779 巻 ( 2 )   2013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)  

    We present a 2.5 dimensional magnetohydrodynamic simulation of a magnetic flux rope (FR) propagating in the heliosphere and investigate the cause of the observed sharp plasma beta transition. Specifically, we consider a strong internal magnetic field and an explosive fast start, such that the plasma beta is significantly lower in the FR than in the sheath region that is formed ahead. This leads to an unusual FR morphology in the first stage of propagation, while the more traditional view (e. g., from space weather simulations like Enlil) of a pancake-shaped FR is observed as it approaches 1 AU. We investigate how an equipartition line, defined by a magnetic Weber number, surrounding a core region of a propagating FR, can demarcate a boundary layer where there is a sharp transition in the plasma beta. The substructure affects the distribution of toroidal flux, with the majority of the flux remaining in a small core region that maintains a quasi-cylindrical structure. We quantitatively investigate a locus of points where the kinetic energy density of the relative inflow field is equal to the energy density of the transverse magnetic field (i.e., effective tension force). The simulation provides compelling evidence that at all heliocentric distances the distribution of toroidal magnetic flux away from the FR axis is not linear, with 80% of the toroidal flux occurring within 40% of the distance from the FR axis. Thus, our simulation displays evidence that the competing ideas of a pancaking structure observed remotely can coexist with a quasi-cylindrical magnetic structure seen in situ.

    DOI: 10.1088/0004-637X/779/2/142

    Web of Science

  67. Study on Triggering Process of Solar Flares Based on Hinode/SOT Observations 査読有り

    Bamba, Y., Kusano, K., Yamamoto, T. T., Okamoto, T. J.

    The Astrophysical Journal   778 巻 ( 1 ) 頁: 48   2013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)  

  68. Study of Magnetic Helicity Injection in the Active Regions NOAA 9236 Producing Multiple Flare-associated CME Events

    Park, S., Kusano, K., Cho, K, Chae, J., Bong, S., Kumar, P., Park, S., Kim, Y., Park, Y.

    The Astrophysical Journal   778 巻 ( 1 ) 頁: 13   2013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)  

  69. STUDY OF MAGNETIC HELICITY INJECTION IN THE ACTIVE REGION NOAA 9236 PRODUCING MULTIPLE FLARE-ASSOCIATED CORONAL MASS EJECTION EVENTS 査読有り

    Park, SH; Kusano, K; Cho, KS; Chae, J; Bong, SC; Kumar, P; Park, SY; Kim, YH; Park, YD

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   778 巻 ( 1 )   2013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)  

    To better understand a preferred magnetic field configuration and its evolution during coronal mass ejection (CME) events, we investigated the spatial and temporal evolution of photospheric magnetic fields in the active region NOAA 9236 that produced eight flare-associated CMEs during the time period of 2000 November 23-26. The time variations of the total magnetic helicity injection rate and the total unsigned magnetic flux are determined and examined not only in the entire active region but also in some local regions such as the main sunspots and the CME-associated flaring regions using SOHO/MDI magnetogram data. As a result, we found that (1) in the sunspots, a large amount of positive (right-handed) magnetic helicity was injected during most of the examined time period, (2) in the flare region, there was a continuous injection of negative (left-handed) magnetic helicity during the entire period, accompanied by a large increase of the unsigned magnetic flux, and (3) the flaring regions were mainly composed of emerging bipoles of magnetic fragments in which magnetic field lines have substantially favorable conditions for making reconnection with large-scale, overlying, and oppositely directed magnetic field lines connecting the main sunspots. These observational findings can also be well explained by some MHD numerical simulations for CME initiation (e. g., reconnection-favored emerging flux models). We therefore conclude that reconnection-favored magnetic fields in the flaring emerging flux regions play a crucial role in producing the multiple flare-associated CMEs in NOAA 9236.

    DOI: 10.1088/0004-637X/778/1/13

    Web of Science

  70. STUDY ON THE TRIGGERING PROCESS OF SOLAR FLARES BASED ON <i>HINODE</i>/SOT OBSERVATIONS 査読有り

    Bamba, Y; Kusano, K; Yamamoto, TT; Okamoto, TJ

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   778 巻 ( 1 )   2013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)  

    We investigated four major solar flare events that occurred in active regions NOAA 10930 (2006 December 13 and 14) and NOAA 11158 (2011 February 13 and 15) by using data observed by the Solar Optical Telescope on board the Hinode satellite. To reveal the trigger mechanism of solar flares, we analyzed the spatio-temporal correlation between the detailed magnetic field structure and the emission image of the Ca ii H line at the central part of flaring regions for several hours prior to the onset of the flares. In all the flare events, we observed that the magnetic shear angle in the flaring regions exceeded 70 degrees, as well as that characteristic magnetic disturbances developed at the centers of flaring regions in the pre-flare phase. These magnetic disturbances can be classified into two groups depending on the structure of their magnetic polarity inversion lines; the so-called opposite-polarity and reversed-shear magnetic field recently proposed by our group, although the magnetic disturbance in one event of the four samples is too subtle to clearly recognize the detailed structure. The result suggests that some major solar flares are triggered by rather small magnetic disturbances. We also show that the critical size of the flare-trigger field varies among flare events and briefly discuss how the flare-trigger process depends on the evolution of active regions.

    DOI: 10.1088/0004-637X/778/1/48

    Web of Science

  71. Onset of Hall-mediated magnetic reconnection in weakly ionized astrophysical plasmas 査読有り

    Vekstein, G. and Kusano, K.

    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society   434 巻   頁: 1789-1791   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  72. Onset of Hall-mediated magnetic reconnection in weakly ionized astrophysical plasmas 査読有り

    Vekstein, G; Kusano, K

    MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY   434 巻 ( 2 ) 頁: 1789 - 1791   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We consider transition to Hall-magnetohydrodynamics regimes of the resistive tearing instability in weakly ionized plasmas. A particular emphasis is put on a possible role of the resulting fast magnetic reconnection in such astrophysical objects as solar chromosphere, interstellar molecular clouds and protostellar discs. It is shown that Hall-mediated reconnection can be relevant to explosive phenomena in the latter, though it is unlikely to take place in the former two environments.

    DOI: 10.1093/mnras/stt1155

    Web of Science

  73. Magnetic Systems Triggering the M6.6-class Solar Flare in NOAA Active Region 11158 査読有り

    Toriumi, S., Iida, Y., Bamba, Y., Kusano, K., Imada, S., Satoshi Inoue

    The Astrophysical Journal   773 巻 ( 2 ) 頁: 128   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  74. THE MAGNETIC SYSTEMS TRIGGERING THE M6.6 CLASS SOLAR FLARE IN NOAA ACTIVE REGION 11158 査読有り

    Toriumi, S; Iida, Y; Bamba, Y; Kusano, K; Imada, S; Inoue, S

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   773 巻 ( 2 )   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We report a detailed event analysis of the M6.6 class flare in the active region (AR) NOAA 11158 on 2011 February 13. AR 11158, which consisted of two major emerging bipoles, showed prominent activity including one X- and several M-class flares. In order to investigate the magnetic structures related to the M6.6 event, particularly the formation process of a flare-triggering magnetic region, we analyzed multiple spacecraft observations and numerical results of a flare simulation. We observed that, in the center of this quadrupolar AR, a highly sheared polarity inversion line (PIL) was formed through proper motions of the major magnetic elements, which built a sheared coronal arcade lying over the PIL. The observations lend support to the interpretation that the target flare was triggered by a localized magnetic region that had an intrusive structure, namely, a positive polarity penetrating into a negative counterpart. The geometrical relationship between the sheared coronal arcade and the triggering region is consistent with the theoretical flare model based on the previous numerical study. We found that the formation of the trigger region was due to the continuous accumulation of small-scale magnetic patches. A few hours before the flare occurred, the series of emerged/advected patches reconnected with a pre-existing field. Finally, the abrupt flare eruption of the M6.6 event started around 17:30 UT. Our analysis suggests that in the process of triggering flare activity, all magnetic systems on multiple scales are included, not only the entire AR evolution but also the fine magnetic elements.

    DOI: 10.1088/0004-637X/773/2/128

    Web of Science

  75. Is Something Wrong With the Present Solar Maximum? 査読有り

    Kamide, Y; Kusano, K

    SPACE WEATHER-THE INTERNATIONAL JOURNAL OF RESEARCH AND APPLICATIONS   11 巻 ( 4 ) 頁: 140 - 141   2013年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/swe.20045

    Web of Science

  76. Comment on "Supersonic regime of the Hall-magnetohydrodynamics resistive tearing instability" [Phys. Plasmas 19, 072519 (2012)] 査読有り

    Vekstein, G; Kusano, K

    PHYSICS OF PLASMAS   20 巻 ( 1 ) 頁: 014703-014703-2   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4789449

    Web of Science

  77. Guidelines for Non-Pharmacotherapy of Cardiac Arrhythmias (JCS 2011) - Digest Version

    Okumura, K; Aizawa, Y; Aonuma, K; Hagiwara, N; Isobe, F; Katoh, T; Matsumoto, K; Murakawa, Y; Nitta, T; Ohnishi, S; Shimizu, A; Hirao, K; Ishikawa, T; Iwa, T; Kurita, T; Kusano, K; Nakamura, Y; Nakazato, Y; Niwano, S; Sasaki, S; Shiga, T; Shoda, M; Sumitomo, N; Umemura, J; Kasanuki, H; Kimura, T; Kodama, I; Ohe, T; Tanaka, S

    CIRCULATION JOURNAL   77 巻 ( 1 ) 頁: 249 - 274   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1253/circj.CJ-66-0054

    Web of Science

    PubMed

  78. MAGNETIC FIELD STRUCTURES TRIGGERING SOLAR FLARES AND CORONAL MASS EJECTIONS 査読有り

    Kusano, K; Bamba, Y; Yamamoto, TT; Iida, Y; Toriumi, S; Asai, A

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   760 巻 ( 1 ) 頁: article id 31.9   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: 10.1088/0004-637X/760/1/31

    Web of Science

  79. A STUDY OF THE HELIOCENTRIC DEPENDENCE OF SHOCK STANDOFF DISTANCE AND GEOMETRY USING 2.5D MAGNETOHYDRODYNAMIC SIMULATIONS OF CORONAL MASS EJECTION DRIVEN SHOCKS 査読有り

    Savani, NP; Shiota, D; Kusano, K; Vourlidas, A; Lugaz, N

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   759 巻 ( 2 ) 頁: artiticle id. 103.11   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: 10.1088/0004-637X/759/2/103

    Web of Science

  80. Observational Tracking of the 2D Structure of Coronal Mass Ejections Between the Sun and 1 AU 査読有り

    Savani, NP; Davies, JA; Davis, CJ; Shiota, D; Rouillard, AP; Owens, MJ; Kusano, K; Bothmer, V; Bamford, SP; Lintott, CJ; Smith, A

    SOLAR PHYSICS   279 巻 ( 2 ) 頁: 517 - 535   2012年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11207-012-0041-6

    Web of Science

  81. PREPROCESSING MAGNETIC FIELDS WITH CHROMOSPHERIC LONGITUDINAL FIELDS 査読有り

    Yamamoto, TT; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   752 巻 ( 2 ) 頁: article id. 126   2012年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/0004-637X/752/2/126

    Web of Science

  82. DECORRELATION TIMES OF PHOTOSPHERIC FIELDS AND FLOWS 査読有り

    Welsch, BT; Kusano, K; Yamamoto, TT; Muglach, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   747 巻 ( 2 ) 頁: article id. 130   2012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: 10.1088/0004-637X/747/2/130

    Web of Science

  83. Fine Structure in Three Dimensional Magnetic Field in Polar Region 査読有り

    Daikou Shiota, Saku Tsuneta, Hiroaki Ito, Kanya Kusano, Noriaki Nishikawa, Takeru K. Suzuki

    HINODE-3: THE 3RD HINODE SCIENCE MEETING   454 巻   頁: 375 - +   2012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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    In order to discuss the propagation of Alfven wave in the real solar atmosphere, we calculate three dimensional magnetic field using magnetic field observation obtained with Hinode and a high resolution potential field model. The modeled field reproduces fun out (canopy) structure rooted to patchy concentrations of magnetic flux (kG-patches) in the polar region. Combined with a atmosphere model, the model shows that most of the Alfven wave propagating along the magnetic field lines can hardly pass through the transition region due to reflection there. The model suggests that strong concentration of the magnetic field may make retardation of Alfven wave phase between neighboring field lines rooted on the edge of the canopy. The situation may be potential situation for Alfven wave dissipation due to phase mixing process.

    Web of Science

  84. Photospheric Magnetic Motions and a Flare Trigger Mechanism on AR 10930 査読有り

    Tetsuya T. Yamamoto, K. Kusano

    HINODE-3: THE 3RD HINODE SCIENCE MEETING   454 巻   頁: 307 - 310   2012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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    In this paper we report shear motions (3-5 km s(-1)) of magnetic elements observed at a preflare of an X3.4 flare (around 02:00 UT on 2006 December 13) in active region 10930. This preflare is observed by X-ray Telescope onboard Hinode. Velocity fields are obtained from filter magnetograms of the Solar Optical Telescope. We also analyzed velocity fields divided into divergent and rotation components. From these velocity components, two local twisting motions are found. One twisting motion continues for 0.5 hours, and another continues at least for 2.5 hours.

    Web of Science

  85. Fine Structure in Three Dimensional Magnetic Field in Polar Region

    Shiota Daikou, Tsuneta Saku, Ito Hiroaki, Kusano Kanya, Nishikawa Noriaki, Suzuki Takeru K.

    HINODE-3: THE 3RD HINODE SCIENCE MEETING   454 巻   頁: 375 - +   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  86. Photospheric Magnetic Motions and a Flare Trigger Mechanism on AR 10930

    Yamamoto Tetsuya T., Kusano K.

    HINODE-3: THE 3RD HINODE SCIENCE MEETING   454 巻   頁: 307 - 310   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  87. TWIST AND CONNECTIVITY OF MAGNETIC FIELD LINES IN THE SOLAR ACTIVE REGION NOAA 10930 査読有り

    Inoue, S; Kusano, K; Magara, T; Shiota, D; Yamamoto, TT

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   738 巻 ( 2 )   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Twist and connectivity of magnetic field lines in the flare-productive active region NOAA 10930 are investigated in terms of the vector magnetograms observed by the Solar Optical Telescope on board the Hinode satellite and the nonlinear force-free field (NLFFF) extrapolation. First, we show that the footpoints of magnetic field lines reconstructed by the NLFFF correspond well to the conjugate pair of highly sheared flare ribbons on the Ca II images, which were observed by Hinode as an X3.4 class flare on 2006 December 13. This demonstrates that the NLFFF extrapolation may be used to analyze the magnetic field connectivity. Second, we find that the twist of magnetic field lines anchored on the flare ribbons increased as the ribbons moved away from the magnetic polarity inversion line in the early phase of the flare. This suggests that magnetic reconnection might commence from a region located below the most strongly twisted field. Third, we reveal that the magnetic flux twisted more than a half turn and gradually increased during the last one day prior to the onset of the flare, and that it quickly decreased for two hours after the flare. This is consistent with the store-and-release scenario of magnetic helicity. However, within this active region, only a small fraction of the flux was twisted by more than one full turn and the field lines that reconnected first were twisted less than one turn. These results imply that the kink mode instability could hardly occur, at least before the onset of flare. Based on our results, we discuss the trigger process of solar flares.

    DOI: 10.1088/0004-637X/738/2/161

    Web of Science

  88. Discussion on Momentum Transfer Difficulty of a Magnetoplasma Sail 査読有り

    Nishida, H; Funaki, I; Inatani, Y; Kusano, K

    JOURNAL OF PROPULSION AND POWER   27 巻 ( 5 ) 頁: 1149 - 1153   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2514/1.B34141

    Web of Science

  89. CORONAL ELECTRON DISTRIBUTION IN SOLAR FLARES: DRIFT-KINETIC MODEL 査読有り

    Minoshima, T; Masuda, S; Miyoshi, Y; Kusano, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   732 巻 ( 2 )   2011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: 10.1088/0004-637X/732/2/111

    Web of Science

  90. EVOLUTION OF CORONAL MASS EJECTION MORPHOLOGY WITH INCREASING HELIOCENTRIC DISTANCE. II. IN SITU OBSERVATIONS 査読有り

    Savani, NP; Owens, MJ; Rouillard, AP; Forsyth, RJ; Kusano, K; Shiota, D; Kataoka, R; Jian, L; Bothmer, V

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   732 巻 ( 2 )   2011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: 10.1088/0004-637X/732/2/117

    Web of Science

  91. EVOLUTION OF CORONAL MASS EJECTION MORPHOLOGY WITH INCREASING HELIOCENTRIC DISTANCE. I. GEOMETRICAL ANALYSIS 査読有り

    Savani, NP; Owens, MJ; Rouillard, AP; Forsyth, RJ; Kusano, K; Shiota, D; Kataoka, R

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   731 巻 ( 2 )   2011年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/0004-637X/731/2/109

    Web of Science

  92. Discussion on Momentum Transfer Difficulty of Magneto-Plasma Sail 査読有り

    H.Nishida, I. Funaki, Y.Inatani, and K.Kusano

    JOURNAL OF PROPULSION AND POWER   27 巻 ( 5 ) 頁: 1149-1153   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  93. Twist and connectivity of magnetic field lines in the solar active region NOAA 10930 査読有り

    S. Inoue, K.Kusano, T. Magara, D. Shiota, T. T. Yamamoto

    The Astrophysical Journal   738 巻 ( 2 ) 頁: article id 161   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  94. A comparative study of divergence-cleaning techniques for multi-dimensional MHD schemes 査読有り

    Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano

    Plasma and Fusion Research   6 巻   頁: 2401124(1-5)   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  95. The SOLAR-C mission: current status 査読有り

    Shimizu, T; Tsuneta, S; Hara, H; Ichimoto, K; Kusano, K; Sakao, T; Sekii, T; Suematsu, Y; Watanabe, T

    SOLAR PHYSICS AND SPACE WEATHER INSTRUMENTATION IV   8148 巻   2011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)  

    Two mission concepts (plan A: out-of-ecliptic mission and plan B: high resolution spectroscopic mission) have been studied for the next Japanese-led solar mission Solar-C, which will follow the scientific success of the Hinode mission. The both mission concepts are concluded as equally important and attractive for the promotion of space solar physics. In the meantime we also had to make efforts for prioritizing the two options, in order to proceed to next stage of requesting the launch of Solar-C mission at the earliest opportunity. This paper briefly describes the two mission concepts and the current status on our efforts for prioritizing the two options. More details are also described for the plan B option as the first-priority Solar-C mission. The latest report from the Solar-C mission concept studies was documented as "Interim Report on the Solar-C Mission Concept."

    DOI: 10.1117/12.893228

    Web of Science

  96. A Comparative study of divergence-cleaning techniques for multi-dimensional MHD schemes 査読有り

    Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano

    Plasma and Fusion Research   6 巻 ( 1 ) 頁: 2401124-1 - 2401124-5   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Several divergence-cleaning techniques for multi-dimensional Godunov-type magnetohydrodynamic schemes are comparatively investigated. We also propose a new divergence-cleaning technique that is improved from an earlier projection method to improve the robustness. © 2011 The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research.

    DOI: 10.1585/pfr.6.2406124

    Scopus

  97. The HLLD Approximate Riemann Solver for Magnetospheric Simulation 査読有り

    Takahiro Miyoshi, Naoki Terada, Yosuke Matsumoto, Keiichiro Fukazawa, Takayuki Umeda, Kanya Kusano

    IEEE Transactions on Plasma Science   38 巻 ( 9 ) 頁: 2236-2242   2010年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A magnetohydrodynamic (MHD) algorithm for global simulations of planetary magnetospheres is developed based on an approximate nonlinear Riemann solver, the so-called Harten-Lax-van Leer-Discontinuities (HLLD) approximate Riemann solver. An approximate nonlinear solution of the MHD Riemann problem, in which the contributions of the background potential magnetic field are subtracted and multispecies plasmas as well as general equation of state are included, can be algebraically obtained under the assumptions that the normal velocity and the background potential magnetic field in the Riemann fan are constant. The theoretical aspects of the HLLD approximate Riemann solver are focused on, in particular.

  98. The HLLD Approximate Riemann Solver for Magnetospheric Simulation 査読有り

    Miyoshi, T; Terada, N; Matsumoto, Y; Fukazawa, K; Umeda, T; Kusano, K

    IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE   38 巻 ( 9 ) 頁: 2236 - 2242   2010年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A magnetohydrodynamic (MHD) algorithm for global simulations of planetary magnetospheres is developed based on an approximate nonlinear Riemann solver, the so-called Harten-Lax-van Leer-Discontinuities (HLLD) approximate Riemann solver. An approximate nonlinear solution of the MHD Riemann problem, in which the contributions of the background potential magnetic field are subtracted and multispecies plasmas as well as general equation of state are included, can be algebraically obtained under the assumptions that the normal velocity and the background potential magnetic field in the Riemann fan are constant. The theoretical aspects of the HLLD approximate Riemann solver are focused on, in particular.

    DOI: 10.1109/TPS.2010.2057451

    Web of Science

  99. MAGNETOHYDRODYNAMIC MODELING FOR A FORMATION PROCESS OF CORONAL MASS EJECTIONS: INTERACTION BETWEEN AN EJECTING FLUX ROPE AND AN AMBIENT FIELD 査読有り

    Shiota, D; Kusano, K; Miyoshi, T; Shibata, K

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   718 巻 ( 2 ) 頁: 1305 - 1314   2010年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We performed a magnetohydrodynamic simulation of a formation process of coronal mass ejections (CMEs), focusing on the interaction (reconnection) between an ejecting flux rope and its ambient field. We examined three cases with different ambient fields: one had no ambient field, while the other two had dipole fields with opposite directions, parallel and anti-parallel to that of the flux rope surface. We found that while the flux rope disappears in the anti-parallel case, in the other cases the flux ropes can evolve to CMEs and show different amounts of flux rope rotation. The results imply that the interaction between an ejecting flux rope and its ambient field is an important process for determining CME formation and CME orientation, and also show that the amount and direction of the magnetic flux within the flux rope and the ambient field are key parameters for CME formation. The interaction (reconnection) plays a significant role in the rotation of the flux rope especially with a process similar to "tilting instability" in a spheromak-type experiment of laboratory plasma.

    DOI: 10.1088/0004-637X/718/2/1305

    Web of Science

  100. MHD modeling for Formation Process of Coronal Mass Ejections:Interaction between Ejecting Flux Rope and Ambient Field 査読有り

    Daikou Shiota, Kanya Kusano, Takahiro Miyoshi, Kazunari Shibata

    The Astrophysical Journal   718 巻 ( 2 ) 頁: 1305-1314   2010年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We performed a magnetohydrodynamic simulation of a formation process of coronal mass ejections (CMEs), focusing on the interaction (reconnection) between an ejecting flux rope and its ambient field. We examined three cases with different ambient fields: one had no ambient field, while the other two had dipole fields with opposite directions, parallel and anti-parallel to that of the flux rope surface. We found that while the flux rope disappears in the anti-parallel case, in the other cases the flux ropes can evolve to CMEs and show different amounts of flux rope rotation. The results imply that the interaction between an ejecting flux rope and its ambient field is an important process for determining CME formation and CME orientation, and also show that the amount and direction of the magnetic flux within the flux rope and the ambient field are key parameters for CME formation. The interaction (reconnection) plays a significant role in the rotation of the flux rope especially with a process similar to "tilting instability" in a spheromak-type experiment of laboratory plasma.

  101. Three-dimensional MHD modeling of the solar wind structures associated with 13 December 2006 coronal mass ejection 査読有り

    Kataoka, R; Ebisuzaki, T; Kusano, K; Shiota, D; Inoue, S; Yamamoto, TT; Tokumaru, M

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   114 巻 ( 10 ) 頁: 10102   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)  

    A 3-D magnetohydrodynamic (MHD) simulation is performed to reconstruct the interplanetary propagation of a coronal mass ejection (CME) that occurred on 13 December 2006. A spheromak-type magnetic field is superposed on a realistic ambient solar wind to reproduce the large-scale interplanetary magnetic field (IMF) associated with the CME. Here we show that a westward and southward directed spheromak CME with reasonable geometric, dynamic, and magnetic parameters reproduces the magnetic cloud, interplanetary shock, and sheath profiles as observed by in situ spacecraft. We suggest that the simple solar wind model developed in this study is topologically complex enough to be consistent with in situ observations, such as southward IMF associated with CMEs.

    DOI: 10.1029/2009JA014167

    Web of Science

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  102. *Three-dimensional MHD modeling of the solar wind structures associated with 13 December 2006 coronal mass ejection 査読有り

    Kataoka R, Ebisuzaki T, Kusano K, Shiota D, Inoue S, Yamamoto TT, Tokumaru M

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   114 巻   頁: A10102   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)  

    A 3-D magnetohydrodynamic (MHD) simulation is performed to reconstruct the interplanetary propagation of a coronal mass ejection (CME) that occurred on 13 December 2006. A spheromak-type magnetic field is superposed on a realistic ambient solar wind to reproduce the large-scale interplanetary magnetic field (IMF) associated with the CME. Here we show that a westward and southward directed spheromak CME with reasonable geometric, dynamic, and magnetic parameters reproduces the magnetic cloud, interplanetary shock, and sheath profiles as observed by in situ spacecraft. We suggest that the simple solar wind model developed in this study is topologically complex enough to be consistent with in situ observations, such as southward IMF associated with CMEs.

  103. *The super-droplet method for the numerical simulation of clouds and precipitation: A particle-based and probabilistic microphysics model coupled with a non-hydrostatic model 査読有り

    Shima S, Kusano K, Kawano A, Sugiyama T, Kawahara S

    QUARTERLY JOURNAL OF THE ROYAL METEOROLOGICAL   135 巻 ( 642 ) 頁: 1307-1320   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)  

    A novel, particle-based, probabilistic approach for the Simulation of cloud microphysics is proposed, which is named the super-droplet method (SDM). This method enables the accurate simulation of cloud microphysics with a less demanding cost in Computation. SDM is applied to a warm-cloud system, which incorporates sedimentation, condensation/evaporation and stochastic coalescence. The methodology to couple super-droplets and a non-hydrostatic model is also developed. It is confirmed that the result of our Monte Carlo scheme for the stochastic coalescence of super-droplets agrees fairly well with the solutions of the stochastic coalescence equation. The behaviour of the model is evaluated using a simple test problem, that of a shallow maritime cumulus formation initiated by a warm bubble. Possible extensions of SDM are briefly discussed. A theoretical analysis suggests that the Computational cost of SDM becomes lower than the spectral (bin) method when the number of attributes - the variables that identify the state of each super-droplet - becomes larger than some critical value, which we estimate to be in the range 2 similar to 4. Copyright (C) 2009 Royal Meteorological Society

  104. The super-droplet method for the numerical simulation of clouds and precipitation: A particle-based and probabilistic microphysics model coupled with a non-hydrostatic model 査読有り

    Shima, S; Kusano, K; Kawano, A; Sugiyama, T; Kawahara, S

    QUARTERLY JOURNAL OF THE ROYAL METEOROLOGICAL SOCIETY   135 巻 ( 642 ) 頁: 1307 - 1320   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)  

    A novel, particle-based, probabilistic approach for the Simulation of cloud microphysics is proposed, which is named the super-droplet method (SDM). This method enables the accurate simulation of cloud microphysics with a less demanding cost in Computation. SDM is applied to a warm-cloud system, which incorporates sedimentation, condensation/evaporation and stochastic coalescence. The methodology to couple super-droplets and a non-hydrostatic model is also developed. It is confirmed that the result of our Monte Carlo scheme for the stochastic coalescence of super-droplets agrees fairly well with the solutions of the stochastic coalescence equation. The behaviour of the model is evaluated using a simple test problem, that of a shallow maritime cumulus formation initiated by a warm bubble. Possible extensions of SDM are briefly discussed. A theoretical analysis suggests that the Computational cost of SDM becomes lower than the spectral (bin) method when the number of attributes - the variables that identify the state of each super-droplet - becomes larger than some critical value, which we estimate to be in the range 2 similar to 4. Copyright (C) 2009 Royal Meteorological Society

    DOI: 10.1002/qj.441

    Web of Science

  105. Continuum/particle interlocked simulation of gas detonation 査読有り

    A. Kawano, K. Kusano

    SHOCK WAVES, VOL 1, PROCEEDINGS     頁: 215 - 220   2009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:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    A multiscale simulation method for gas detonations is proposed. This method is performed by the interlocking of a continuum fluid model and a particle based molecular model. The simulation system is spatially divided into the two kinds of domains, in one of which the near-thermal equilibrium is satisfied but not in the other. The dynamics of the near-thermal equilibrium domains is modeled by the continuum fluid dynamic equations. In the nonthermal equilibrium domain, which corresponds to the denotation front, the dynamics is modeled by the Boltzmann equation. This method has been tested on a model detonation system.

    Web of Science

  106. MHD Flow Field and Momentum Transfer Process of Magneto-Plasma Sail

    Hiroyuki Nishida, Ikkoh Funaki, Yoshifumi Inatani, Kanya Kusano

    Journal of Plasma and Fusion Research SERIES   Vol.8 巻   頁: 1574 - 1579   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  107. 地球シミュレータセンター

    渡邉 國彦, 大淵 済, 陰山 聡, 高橋 桂子, 荒木 文明, 草野 完也, 広瀬 重信, 佐々木 英治, 小守 信正, 榎本 剛, 吉田 聡, 田口 文明, 兵藤 守, 古市 幹人, 宮腰 剛広, 大西 領, 杉村 剛, 馬場 雄也, 木田 新一郎, 川原 慎太郎, 大野 暢亮, 河野 明男, 杉山 徹, 島 伸一郎, 長谷川 裕記, 河村 洋史

    JAMSTEC Report of Research and Development   9 巻 ( 1 ) 頁: 1_75 - 1_135   2009年

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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:Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology  

    地球シミュレータは, 2002年3月に稼働し7年の月日が経過した. この間, 機構内だけでなく, 国内外の多くの研究者に地球シミュレータは利用され, めざましい成果を挙げてきた. 地球シミュレータセンターは, 地球シミュレータ誕生と同時に設立され, 地球シミュレータセンター自身も新しいシミュレーション技術開発という形で, 大きな成果を挙げてきた. シミュレーションは, 科学的に未来を予測する唯一の手段であり, 学問としての科学だけでなく, 国民生活に貢献する技術という意味でも大きな役割を担っており,ここで開発された技術は, 人類の未来を設計する上で, 重要な意味を持っている.<br>地球シミュレータセンターでは, 平成16年度から始まった中期計画において, 3つのプログラム, 6つの研究グループが研究開発活動を行ってきた. すなわち,<br>・計算地球科学研究開発プログラム<br>大気・海洋シミュレーション研究グループ 固体地球シミュレーション研究グループ<br>・シミュレーション高度化研究開発プログラム<br>複雑性シミュレーション研究グループ 高度計算表現法研究グループ<br>・連結階層シミュレーション研究開発プログラム<br>アルゴリズム研究グループ 応用シミュレーション研究グループ<br>である.<br>以下に, これら6つの研究グループが創り出した研究成果を紹介する.

    DOI: 10.5918/jamstecr.9.1_75

  108. Simulation study of the symmetry-breaking instability and the dipole field reversal in a rotating spherical shell dynamo 査読有り

    N. Nishikawa, K. Kusano

    PHYSICS OF PLASMAS   15 巻 ( 8 )   2008年8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 INST PHYSICS  

    The reversal mechanism of a dipole magnetic field generated by dynamo action in a rotating spherical shell is investigated by a three-dimensional nonlinear magnetohydrodynamic simulation as well as a linear stability analysis. The emphasis of the study is on understanding the relationship between dipole reversal and the symmetry properties of the dynamo solution. As a result, first, it is found that there is a threshold of the magnetic Prandtl number, below which the dipole field is never reversed, and above which the reversal occurs at irregular intervals like the paleomagnetic evolution of the geodynamo. Second, it is shown that the dynamo process responsible for the generation of a dipole field (called "a-dynamo" in this paper) consists only of the antimirror symmetric magnetic field and the mirror symmetric velocity field with respect to the equatorial plane. Third, it is found that the components of the opposite symmetry to the a-dynamo grow only during the polarity reversal events and quickly decay afterwards. This indicates that the dipole field reversal and the loss of equatorial symmetry are tightly connected. In fact, it is clearly demonstrated by numerical analyses that the a-dynamo process is linearly unstable for the perturbation of opposite symmetry when the magnetic Prandtl number exceeds the threshold for dipole reversal. Mode coupling between the longitudinal Fourier components plays a crucial role in creating the instability. Based on the above results, it is proposed that symmetry-breaking instability could be the mechanism for dipole field reversal in the geodynamo process. The energy conversion between components of different symmetry is also analyzed in the quasistable polarity phase and in the polarity reversal phase, respectively. (C) 2008 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.2959120

    Web of Science

  109. Tests and comparisons of velocity-inversion techniques (vol 670, pg 1434, 2007) 査読有り

    B. T. Welsch, W. P. Abbett, M. L. DeRosa, G. H. Fisher, M. K. Georgoulis, K. Kusano, D. W. Longcope, B. Ravindra, P. W. Schuck

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   680 巻 ( 1 ) 頁: 827 - 827   2008年6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:UNIV CHICAGO PRESS  

    DOI: 10.1086/588021

    Web of Science

  110. Nonlinear force-free field modeling of a solar active region around the time of a major flare and coronal mass ejection 査読有り

    Schrijver CJ, DeRosa ML, Metcalf T, Barnes G, Lites B, Tarbell T, McTiernan J, Valori G, Wiegelmann T, Wheatland MS, Amari T, Aulanier G, Demoulin P, Fuhrmann M, Kusano K, Regnier S, Thalmann JK

    The Astrophysical Journal   675 巻 ( 2 ) 頁: 1637-1644   2008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)  

    Solar flares and coronal mass ejections are associated with rapid changes in field connectivity and are powered by the partial dissipation of electrical currents in the solar atmosphere. A critical unanswered question is whether the currents involved are induced by the motion of preexisting atmospheric magnetic flux subject to surface plasma flows or whether these currents are associated with the emergence of flux from within the solar convective zone. We address this problem by applying state-of-the-art nonlinear force-free field (NLFFF) modeling to the highest resolution and quality vector-magnetographic data observed by the recently launched Hinode satellite on NOAA AR 10930 around the time of a powerful X3.4 flare. We compute 14 NLFFF models with four different codes and a variety of boundary conditions. We find that the model fields differ markedly in geometry, energy content, and force-freeness. We discuss the relative merits of these models in a general critique of present abilities to model the coronal magnetic field based on surface vector field measurements. For our application in particular, we find a fair agreement of the best-fit model field with the observed coronal configuration, and argue (1) that strong electrical currents emerge together with magnetic flux preceding the flare, (2) that these currents are carried in an ensemble of thin strands, ( 3) that the global pattern of these currents and of field lines are compatible with a large-scale twisted flux rope topology, and (4) that the similar to 10(32) erg change in energy associated with the coronal electrical currents suffices to power the flare and its associated coronal mass ejection.

  111. A quantitative MHD study of the relation among arcade shearing, flux rope formation, and eruption due to the tearing instability 査読有り

    Shiota D, Kusano K, Miyoshi T, Nishikawa N, Shibata K

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   113 巻 ( A3 ) 頁: A03S05   2008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)  

    The quantitative relationship between the magnetohydrodynamic ( MHD) activity of solar coronal arcade and the magnetic helicity injection, which is caused by shearing motion, has been investigated, using azimuthally symmetric model of MHD simulation. We have calculated several cases in which the width of the shearing region is varied and examined the relationship between the magnetic arcade dynamics and magnetic helicity evolution. As a result, it is found that as the shearing motion is imposed on narrower regions along each side of the magnetic inversion line, the magnetic arcade can be easily destabilized by the resistive tearing mode. However, in this case, even though reconnection driven by the tearing mode produces plasmoids, the plasmoid elevation is almost in proportion to the total amount of magnetic helicity contained in the arcade, and it is too slow to explain the trigger process of coronal mass ejections ( CMEs). On the other hand, in the case where the shearing motion is imposed on the entire region, much larger magnetic helicity injection is required to injected arcade in order to destabilize the system, compared to practical helicity injection measured in the solar corona. The results suggest that it may be difficult to trigger a CME just by the axisymmetric shearing motion and that some other mechanisms should be involved in the triggering process of a CME. The results also imply that the relation between the magnetic helicity and the overlying magnetic flux can be a key parameter for the CME occurrence.

  112. A quantitative MHD study of the relation among arcade shearing, flux rope formation, and eruption due to the tearing instability 査読有り

    Shiota, Daikou, Kusano, Kanya, Miyoshi, Takahiro, Nishikawa, Noriaki, Shibata, Kazunari

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   113 巻 ( A3 )   2008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  

    The quantitative relationship between the magnetohydrodynamic ( MHD) activity of solar coronal arcade and the magnetic helicity injection, which is caused by shearing motion, has been investigated, using azimuthally symmetric model of MHD simulation. We have calculated several cases in which the width of the shearing region is varied and examined the relationship between the magnetic arcade dynamics and magnetic helicity evolution. As a result, it is found that as the shearing motion is imposed on narrower regions along each side of the magnetic inversion line, the magnetic arcade can be easily destabilized by the resistive tearing mode. However, in this case, even though reconnection driven by the tearing mode produces plasmoids, the plasmoid elevation is almost in proportion to the total amount of magnetic helicity contained in the arcade, and it is too slow to explain the trigger process of coronal mass ejections ( CMEs). On the other hand, in the case where the shearing motion is imposed on the entire region, much larger magnetic helicity injection is required to injected arcade in order to destabilize the system, compared to practical helicity injection measured in the solar c

    DOI: 10.1029/2007JA012516

    Web of Science

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  113. Nonlinear force-free field modeling of a solar active region around the time of a major flare and coronal mass ejection 査読有り

    C. J. Schrijver, M. L. DeRosa, T. Metcalf, G. Barnes, B. Lites, T. Tarbell, J. McTiernan, G. Valori, T. Wiegelmann, M. S. Wheatland, T. Amari, G. Aulanier, P. Demoulin, M. Fuhrmann, K. Kusano, S. Regnier, J. K. Thalmann

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   675 巻 ( 2 ) 頁: 1637 - 1644   2008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:IOP PUBLISHING LTD  

    Solar flares and coronal mass ejections are associated with rapid changes in field connectivity and are powered by the partial dissipation of electrical currents in the solar atmosphere. A critical unanswered question is whether the currents involved are induced by the motion of preexisting atmospheric magnetic flux subject to surface plasma flows or whether these currents are associated with the emergence of flux from within the solar convective zone. We address this problem by applying state-of-the-art nonlinear force-free field (NLFFF) modeling to the highest resolution and quality vector-magnetographic data observed by the recently launched Hinode satellite on NOAA AR 10930 around the time of a powerful X3.4 flare. We compute 14 NLFFF models with four different codes and a variety of boundary conditions. We find that the model fields differ markedly in geometry, energy content, and force-freeness. We discuss the relative merits of these models in a general critique of present abilities to model the coronal magnetic field based on surface vector field measurements. For our application in particular, we find a fair agreement of the best-fit model field with the observed coronal configuration, and argue (1) that strong electrical currents emerge together with magnetic flux preceding the flare, (2) that these currents are carried in an ensemble of thin strands, ( 3) that the global pattern of these currents and of field lines are compatible with a large-scale twisted flux rope topology, and (4) that the similar to 10(32) erg change in energy associated with the coronal electrical currents suffices to power the flare and its associated coronal mass ejection.

    DOI: 10.1086/527413

    Web of Science

  114. Multi-physics plasma simulation by the interlocking of two different hybrid models 査読有り

    T. Sugiyama, K. Kusano

    NUMERICAL MODELING OF SPACE PLASMA FLOWS: ASTRONUM-2007   385 巻   頁: 228 - 233   2008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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    We have developed a new interlocked simulation model to connect an Ion-Particle Hybrid simulation model (Hybrid) and an Energetic-Particle Hybrid simulation (EP-Hyb) model. In the conventional Ion-Particle Hybrid model, all ions are kinetically treated as particles. In the EP-Hyb model, non-thermal energetic ions are kinetically treated, and the thermal component is calculated as a fluid. The interlocked model is applied to an one-dimensional collision-less shock problem. The data of each hybrid model are exchanged through the boundary at every time-step. Resultantly, the present simulation can handle the full ion kinetics to investigate the injection problem at the shock transition region by the Hybrid model, and also the wave-particle interactions even in the far upstream region to investigate the diffusive acceleration process by the EP-Hyb model. Since the calculation cost of the EP-Hyb model is much smaller than that of the Hybrid model, with the interlocked simulation we can considerably reduce the computational demand.

    Web of Science

  115. Robust and efficient Riemann solvers for MHD 査読有り

    T. Miyoshi, K. Kusano

    NUMERICAL MODELING OF SPACE PLASMA FLOWS: ASTRONUM-2007   385 巻   頁: 279 - +   2008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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    Robust and efficient approximate Riemann solvers for magnetohydrodynamics (MHD) are constructed. Particularly, a family of positively conservative Harten-Lax-van Leer (HLL)-type Riemann solvers, the so-called HLLD ('D' denotes Discontinuities), HLLR ('R' denotes Rotational), HLLC ('C' denotes Contact), and HLL solvers, is systematically considered.

    Web of Science

  116. Three-Dimensional Structure Analysis of Coronal Magnetic Field in AR NOAA 10930 Based on Vector Magnetogram Observations with Hinode/SOT 査読有り

    S. Inoue, K. Kusano, S. Masuda, T. Miyoshi, T. Yamamoto, T. Magara, T. Tsuneta, T. Sakurai, T. Yokoyama

    FIRST RESULTS FROM HINODE   397 巻   頁: 110 - +   2008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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    Active region NOAA 10930 produced the first X-class flare observed by the Hinode satellite. Fortunately, the data covers the time span before and after the X-class flare arising on December 13, 2006 in this active region. During this event, the Hinode satellite clearly observed the typical features of a flare: two ribbon and post flare loop structures seen by SOT, sigmoidal structure before the onset, and subsequent cusp loop structure seen by XRT. We analyzed the three-dimensional magnetic structure of the region before and after the flare on Dec.13, 2006 using the Non-Linear Force-Free (NLFF) extrapolation method based on extended magnetofrictional method.
    As a result of the NLFF extrapolation, we found that, before the flare onset, strong sheared structures were formed on the neutral line. Furthermore, we revealed that a sigmoidal structure was not formed of a single loop, but was composed of strong multiple sheared field. On other the hand, after the flare, elongated magnetic flux is partially formed and a part of magnetic shear was released. The result indicates that the part; of NLFF relaxes toward the potential like field in this event.

    Web of Science

  117. Three-Dimensional Structure Analysis of Coronal Magnetic Field in AR NOAA 10930 Based on Vector Magnetogram Observations with Hinode/SOT

    Inoue S., Kusano K., Masuda S., Miyoshi T., Yamamoto T., Magara T., Tsuneta T., Sakurai T., Yokoyama T.

    FIRST RESULTS FROM HINODE   397 巻   頁: 110 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  118. Tests and comparisons of velocity-inversion techniques 査読有り

    Welsch BT, Abbett WP, DeRosa ML, Fisher GH, Georgoulis MK, Kusano K, Longcope DW, Ravindra B, Schuck PW

    The Astrophysical Journal   670 巻 ( 2 ) 頁: 1434-1452   2007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)  

    Recently, several methods that measure the velocity of magnetized plasma from time series of photospheric vector magnetograms have been developed. Velocity fields derived using such techniques can be used both to determine the fluxes of magnetic energy and helicity into the corona, which have important consequences for understanding solar flares, coronal mass ejections, and the solar dynamo, and to drive time-dependent numerical models of coronal magnetic fields. To date, these methods have not been rigorously tested against realistic, simulated data sets, in which the magnetic field evolution and velocities are known. Here we present the results of such tests using several velocity-inversion techniques applied to synthetic magnetogram data sets, generated from anelastic MHD simulations of the upper convection zone with the ANMHD code, in which the velocity field is fully known. Broadly speaking, the MEF, DAVE, FLCT, IM, and ILCT algorithms performed comparably in many categories. While DAVE estimated the magnitude and direction of velocities slightly more accurately than the other methods, MEF's estimates of the fluxes of magnetic energy and helicity were far more accurate than any other method's. Overall, therefore, the MEF algorithm performed best in tests using the ANMHD data set. We note that ANMHD data simulate fully relaxed convection in a high-beta plasma, and therefore do not realistically model photospheric evolution.

  119. Multi-scale plasma simulation by the interlocking of magnetohydrodynamic model and particle-in-cell kinetic model 査読有り

    Sgiyama T, Kusano K

    JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS   227 巻 ( 2 ) 頁: 1340-1352   2007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)  

    Many kinds of simulation models have been developed to understand the complex plasma systems. However, these simulation models have been separately performed because the fundamental assumption of each model is different and restricts the physical processes in each spatial and temporal scales. On the other hand, it is well known that the interactions among the multiple scales may play crucial roles in the plasma phenomena (e.g. magnetic reconnection. collisionless shock), where the kinetic processes in the micro-scale may interact with the global structure in the fluid dynamics. To take self-consistently into account such multi-scale phenomena, we have developed a new simulation model by directly interlocking the fluid simulation of the magnetohyrdodynamics (MHD) model and the kinetic simulation of the particle-in-cell (PIC) model. The PIC domain is embedded in a small part of MHD domain. The both simulations are performed simultaneously in each domain and the bounded data are frequently exchanged each other to keep the consistency between the models. We have applied our new interlocked simulation to Alfven wave propagation problem as a benchmark test and confirmed that the waves can propagate smoothly through the boundaries of each domain. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

  120. Multi-scale plasma simulation by the interlocking of magnetohydrodynamic model and particle-in-cell kinetic model 査読有り

    Tooru Sugiyama, Kanya Kusano

    JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS   227 巻 ( 2 ) 頁: 1340 - 1352   2007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)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    Many kinds of simulation models have been developed to understand the complex plasma systems. However, these simulation models have been separately performed because the fundamental assumption of each model is different and restricts the physical processes in each spatial and temporal scales. On the other hand, it is well known that the interactions among the multiple scales may play crucial roles in the plasma phenomena (e.g. magnetic reconnection. collisionless shock), where the kinetic processes in the micro-scale may interact with the global structure in the fluid dynamics. To take self-consistently into account such multi-scale phenomena, we have developed a new simulation model by directly interlocking the fluid simulation of the magnetohyrdodynamics (MHD) model and the kinetic simulation of the particle-in-cell (PIC) model. The PIC domain is embedded in a small part of MHD domain. The both simulations are performed simultaneously in each domain and the bounded data are frequently exchanged each other to keep the consistency between the models. We have applied our new interlocked simulation to Alfven wave propagation problem as a benchmark test and confirmed that the waves can propagate smoothly through the boundaries of each domain. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.jcp.2007.09.011

    Web of Science

  121. Tests and comparisons of velocity-inversion techniques 査読有り

    B. T. Welsch, W. P. Abbett, M. L. DeRosa, G. H. Fisher, M. K. Georgoulis, K. Kusano, D. W. Longcope, B. Ravindra, P. W. Schuck

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   670 巻 ( 2 ) 頁: 1434 - 1452   2007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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    Recently, several methods that measure the velocity of magnetized plasma from time series of photospheric vector magnetograms have been developed. Velocity fields derived using such techniques can be used both to determine the fluxes of magnetic energy and helicity into the corona, which have important consequences for understanding solar flares, coronal mass ejections, and the solar dynamo, and to drive time-dependent numerical models of coronal magnetic fields. To date, these methods have not been rigorously tested against realistic, simulated data sets, in which the magnetic field evolution and velocities are known. Here we present the results of such tests using several velocity-inversion techniques applied to synthetic magnetogram data sets, generated from anelastic MHD simulations of the upper convection zone with the ANMHD code, in which the velocity field is fully known. Broadly speaking, the MEF, DAVE, FLCT, IM, and ILCT algorithms performed comparably in many categories. While DAVE estimated the magnitude and direction of velocities slightly more accurately than the other methods, MEF's estimates of the fluxes of magnetic energy and helicity were far more accurate than any other method's. Overall, therefore, the MEF algorithm performed best in tests using the ANMHD data set. We note that ANMHD data simulate fully relaxed convection in a high-beta plasma, and therefore do not realistically model photospheric evolution.

    DOI: 10.1086/522422

    Web of Science

  122. Helicity injection in regions of various magnetic fluxes 査読有り

    Tetsuya T. Yamamoto, Takashi Sakurai, Kanya Kusano, Takaaki Yokoyama

    NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION   369 巻   頁: 179 - +   2007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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    In this study, we investigated magnetic helicity injection rates among active regions of various sizes. We analyzed 78 active regions (more than 600 magnetograms), using the vector magnetograms obtained with the Solar Flare Telescope of NAOJ and SoHO/MDI magnetograms. We used a method proposed by Kusano et al. (2002, 2004) to evaluate the helicity injection. Magnetic fluxes of analyzed regions are from 2 x 10(12) Wb to 4 x 10(14) Wb. Unsigned magnetic helicity injection rates are from 10(19) Wb(2) s(-1) to 10(23) Wb(2) S-1. From a scatter plot of the magnetic flux and the unsigned magnetic helicity injection rate, we found that the magnetic helicity injection rate has an upper limit for a given value of the magnetic flux, and this upper limit is inversely proportional to the magnetic flux. We discuss these results with a model of the helicity injection due to helical turbulence (E-Effect, Longcope, Fisher, & Pevtsov 1998).

    Web of Science

  123. Macro-micro interlocked simulation for multiscale phenomena 査読有り

    Kanya Kusano, Shigenobu Hirose, Torn Sugiyama, Shinichiro Shima, Akio Kawano, Hiroki Hasegawa

    COMPUTATIONAL SCIENCE - ICCS 2007, PT 1, PROCEEDINGS   4487 巻   頁: 914 - +   2007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:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    A new methodology for the, simulation of multiscale processes, called Macro-Micro Interlocked (MMI) Simulation, is introduced. The MMI simulation is carried out by the two-way connection of different numerical models, which may handle macroscopic and microscopic dynamics, respectively. The MMI simulation are applied to several multiscale phenomena, for instance, cloud formation, gas detonation, and plasma dynamics. The results indicate that the MMI simulation provide us an effective and prospective framework for multiscale simulation.

    Web of Science

  124. Simulation study of three-dimensional and nonlinear dynamics of flux tube in the solar corona 査読有り

    Satoshi Inoue, Kanya Kusano

    NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION   369 巻   頁: 421 - +   2007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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    We numerically investigated the three-dimensional (3D) stability and the nonlinear dynamics of flux tube embedded in magnetic arcade. As a results, we found that the flux tube is unstable to the kink mode instability, as the system approach to the loss-of-equilibrium state. The 3D simulation shows that when the flux tube is long enough, it can escape from arcade with almost constant speed after the accelerated launching due to the kink instability. In the case of the short flux tube, however, the flux tube ascending is failed at some height. The strong current sheet is formed in the lower part of the long flux tube at late phase as a consequence of the instability, whereas the current sheet can not be maintained in the case of short flux tube. Therefore, the formation of the current sheet at late phase may have some relation to the ejective eruption of the flux tube.

    Web of Science

  125. Three-dimensional filament eruption driven by an emerging flux 査読有り

    Shun Notoya, Takaaki Yokoyama, Kanya Kusano, Takashi Sakurai, Takehiro Miyagoshi, Hiroaki Isobe, Tetsuya Yamamoto

    NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION   369 巻   頁: 381 - +   2007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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    Some important observations have shown that the strong correlation between emerging flux and eruptions of quiescent filaments (Feynman & Martin, 1995; Wang & Sheeley, 1999). Chen & Shibata (2000) performed two-dimensional simulations including a flux rope in the corona, and their results suggest that the eruption process is triggered by the emerging flux through the reconnection. Our purpose in this paper is to investigate that '' how a filament is produced and how an eruption process can be initiated by the emerging flux and what effects of three-dimensionality appear in the process of eruption ''. For that purpose, we performed three-dimensional numerical simulations of the emerging flux model. nom our results, a filamentary structure is produced from the coronal arcade field by the reconnection process, and when the reconnection process proceeds effectively, the produced structure is ejected by the magnetic force. These processes can thought to be a new mechanism of the eruption which is different from, for example, the one in Fan & Gibson (2004).

    Web of Science

  126. The japan multi-institutional collaborative cohort study (JMICC study) to detect gene-environment interactions for cancer

    Hamajima Nobuyuki, Wakai Kenji, Naito Mariko, Nishio Kazuko, Ishida Yoshiko, Okada Rieko, Masui Kaori, Morita Emi, Kuroishi Tetsuo, Mikami Haruo, Ohira Miki, Fujimoto Shuichi, Takayama Kimiko, Asai Yatami, Suzuki Masurni, Fukada Hiroko, Tomoda Akiko, Misu Yasoko, Katase Shiro, Tokumasu Satoru, Kato Yoko, Yoichi Murakami, Atsushi Koyama, Tajima Kazuo, Hirose Kaoru, Hiraki Akio, Matsuo Keitaro, Suzuki Takeshi, Kuriki Kiyonori, Saito Toshiko, Watanabe Miki, Suzuki Sadao, Tokudome Shinkan, Hosono Akihiro, Arakawa Kazuyuki, Hattori Nami, Ando Ryosuke, Tanaka Tsutomu, Kitabayashi Yukiko, Ueshima Hirotsugu, Kita Yoshikuni, Nakamura Yasuyuki, Matsui Kenji, Yamamoto Takako, Chowdhury Turin Tanvir, Sugihara Hideki, Morita Yutaka, Tomioka Nobuyoshi, Watanabe Yoshiyuki, Ozasa Kotarc, Yuge Mariko, Hayashi Kyohei, Shigeta Masako, Mitani Satoko, Ozaki Etsuko, Matsui Daisuke, sakazaki Tomio, Uemura Hirokazu, Hiyoshi Mineyoshi, Sagara Yasunobu, Kono Suminori, Yin Guang, Nagano Jun, Mizoue Tetsuya, Takayanagi Ryoichi, Ohnaka Keizo, Kawate Hisaya, Adachi Masahiro, Moore Malcolm A., Toyomura Kengo, Isomura Kayoko, Hagiwara Tomoko, Fukumoto Jin, Nanri Akiko, Yamaji Taiki, Yoshida Daigo, Morita Makiko, Ueda Naoyuki, Maki Takako, Ikeda Mizuko, Tanaka Keitaro, Shinchi Koichi, Higaki Yasuki, Hara Megumi, Sakamoto Tatsuhiko, Imaizumi Takeshi, Taguchi Naoto, Horita Mikako, Takezaki Toshiro, Niimura Hideshi, Hirasada Kazuyo, Tatebou Masaya, Noriko Tsunematsu, Kusano Ken, Maruyama Eiji, Orii Yuka, Sato Keiko, Masui Toru, Tamakoshi Akiko, Hashimoto Shuji, Nakachi Kei, Imai Kazue, Eguchi Hidetaka, Takahashi Takashi, Okayama Akira, Kurosawa Yoichi, Nakayama Takeo, Muto Kaori, Yamagata Zentaro

    ASIAN PACIFIC JOURNAL OF CANCER PREVENTION   8 巻 ( 2 ) 頁: 317-323   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  127. Simulation study of transition process from long-lived sigmoid to flare eruption 査読有り

    Kanya Kusano

    NEW SOLAR PHYSICS WITH SOLAR-B MISSION   369 巻   頁: 469 - 475   2007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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    The formation mechanism of sigmoidal structure in the solar corona and the transition process from long-lived sigmoid to flare eruption are studied on the basis of the Taylor's minimum energy principle and the three-dimensional magnetohydrodynamic numerical simulations. The simulation results indicate that magnetic reconnection driven by the resistive tearing mode instability growing on current sheet, where magnetic shear is steeply reversed, may cause the formation of sigmoidal structure. The mechanism of that can be explained as the spontaneous manifestation of the Taylor's minimum energy state in magnetic arcade geometry. Furthermore, it is also numerically demonstrated that the formation of sigmoid can be followed by the eruption of magnetic flux. In the eruption, however, the sigmoidal flux itself is not ejected upward, but it is collapsed by the reconnection with overlaying magnetic field. The results are consistent with the reversed shear flare model recently proposed by Kusano et al., which predicts that the coronal eruption is triggered by the collapsing of magnetic arcade due to the annihilation of positive and negative magnetic helicity.

    Web of Science

  128. Macro-micro economic system simulation 査読有り

    B. S S Onggo, K. Kusano, T. Sato

    Proceedings - Workshop on Principles of Advanced and Distributed Simulation, PADS     頁: 105 - 112   2007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)  

    The compute power required in the simulation of mutually cooperating systems in the physical sciences is huge. Therefore, it is common to simulate one system and treat others as parameters or environmental conditions to the simulated system. Macro-Micro Interlocked (MMI) simulation framework has been proposed to simulate such cooperating systems. In this paper, we study the feasibility of applying this framework on the simulation of macro-micro economic model. This simulation allows us to observe the system's behaviour at the macro and micro levels concurrently. Policy changes at the macroeconomic level may affect the behaviour of the entities at the microeconomic level. Similarly, the behaviour changes at the microeconomic level may effect the macroeconomic system. We implement an MMI simulation library suitable for execution on a cluster of PCs. At this early stage, the experiment shows a promising result which provides us with a foundation to experiment with a larger model. © 2007 IEEE.

    DOI: 10.1109/PADS.2007.22

    Scopus

  129. Simulation study of the Solar flare onset mechanism and the self-organization in the Solar coronal plasma 査読有り

    Kusano K, Nishikawa N, Inoue S, Maeshiro T, Sakurai T

    JOURNAL OF PLASMA PHYSICS   72 巻 ( 6 ) 頁: 979-982   2006年12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)  

    Three-dimensional magnetohydrodynamics of the Solar coronal plasma is investigated by numerical simulation, aiming to understand the mechanisms of the Solar flare onset. It is demonstrated by the simulations that the resistive tearing mode instability growing on the magnetic shear inversion layer can drive the large-scale eruption through the mutual excitation of double reconnections. It is also revealed that the instability is able to cause the magnetohydrodynamic energy relaxation, in which the typical sigmoidal structure is self-organized prior to the onset of eruption. The Simulation results predict that both the formation of sigmoids and the onset of flares should occur around the electric current sheet where the magnetic shear is steeply reversed. It is consistent with the reversed-shear flare model and the vector magnetograph observations.

  130. MHD-PIC connection model in a magnetosphere-ionosphere coupling system 査読有り

    T. Sugiyama, K. Kusano, S. Hirose, A. Kageyama

    JOURNAL OF PLASMA PHYSICS   72 巻   頁: 945 - 948   2006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)   出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    A new simulation model is developed, in which the interaction between the macroscopic and microscopic plasma processes is able to be taken into account self-consistently. Magnetohydrodynamic (MHD) simulation and particle-in-cell (PIC) simulation are directly connected and performed simultaneously. This MHD-PIC connection model is first applied to the study of the quiet auroral are formation process. It is an example of our challenge to create the holistic simulation framework, that is, the heterogeneous schemes that can be unified by the state-of-the-art numerical technique. In this paper, we will explain the algorithm of our new model and show the results which have been calculated on the Earth Simulator.

    DOI: 10.1017/S0022377806005356

    Web of Science

  131. Simulation study of the Solar flare onset mechanism and the self-organization in the Solar coronal plasma 査読有り

    K. Kusano, N. Nishikawa, S. Inoue, T. Maeshiro, T. Sakurai

    JOURNAL OF PLASMA PHYSICS   72 巻   頁: 979 - 982   2006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)   出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    Three-dimensional magnetohydrodynamics of the Solar coronal plasma is investigated by numerical simulation, aiming to understand the mechanisms of the Solar flare onset. It is demonstrated by the simulations that the resistive tearing mode instability growing on the magnetic shear inversion layer can drive the large-scale eruption through the mutual excitation of double reconnections. It is also revealed that the instability is able to cause the magnetohydrodynamic energy relaxation, in which the typical sigmoidal structure is self-organized prior to the onset of eruption. The Simulation results predict that both the formation of sigmoids and the onset of flares should occur around the electric current sheet where the magnetic shear is steeply reversed. It is consistent with the reversed-shear flare model and the vector magnetograph observations.

    DOI: 10.1017/S0022377806005423

    Web of Science

  132. Virtual reality visualization by CAVE with VFIVE and VTK 査読有り

    N. Ohno, A. Kageyama, K. Kusano

    JOURNAL OF PLASMA PHYSICS   72 巻   頁: 1069 - 1072   2006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)   出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    The CAVE-type virtual reality (VR) system was introduced for scientific visualization of large-scale data in the plasma simulation community about a decade ago. Since then, we have been developing a VR visualization software. VFIVE, for general CAVE systems. Recently, we have integrated an open-source visualization library, the Visualization Toolkit (VTK), into VFIVE. Various visualization methods of TTK can be incorporated and used interactively in VFIVE.

    DOI: 10.1017/S0022377806005253

    Web of Science

  133. Three-dimensional simulation study of flux rope dynamics in the solar corona 査読有り

    S. Inoue, K. Kusano

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   645 巻 ( 1 ) 頁: 742 - 756   2006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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    The three-dimensional stability and the nonlinear dynamics of a flux rope embedded in a magnetic arcade are investigated using magnetohydrodynamic (MHD) simulations, with the goal of understanding the mechanism of filament eruption in the solar corona. The flux rope equilibrium proposed by Forbes in 1990 is adopted as the initial state of the three-dimensional simulation, and we find that the equilibrium is linearly unstable to the kink mode instability, when the system approaches the loss-of-equilibrium state. The three-dimensional simulation demonstrates that when the flux rope is long enough, it can escape from the arcade at an almost constant speed after the accelerated launching phase due to the kink instability. The continuous ascending of the flux rope is driven by the nonlinear growth of several kink modes. In the case of a short flux rope, however, the flux rope ascension fails at some height. This suggests that the flux rope eruption must proceed through the multiple stages, which are driven by the loss of stability in the launching phase and by the loss of equilibrium in the late ascending phase. Since the short rope could not come up to the critical height for the transition from the first to the second stage, the ascending must stop. The role of magnetic reconnection in the late ascending phase and the formation mechanism of density cavity, which corresponds to dimming region observed in CMEs, is also discussed using the simulation results.

    DOI: 10.1086/503153

    Web of Science

  134. Nonlinear effects on magnetic energy release by forced magnetic reconnection: Long wavelength perturbations 査読有り

    Rekha Jain, Philippa Browning, K. Kusano

    PHYSICS OF PLASMAS   13 巻 ( 5 )   2006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)   出版者・発行元:AMER INST PHYSICS  

    Two-dimensional, nonlinear magnetohydrodynamic simulations in a compressible plasma to investigate magnetic energy release during the process of forced magnetic reconnection are carried out. This is in order to study the heating of the Sun's corona where it is believed that reconnection is induced by the photospheric motions. A sheared force-free field is perturbed by a transitory slow disturbance (pulse) at the boundary. This disturbance triggers the formation of a current sheet that subsequently releases stored magnetic energy through magnetic reconnection. Previously, it has been shown that for small boundary perturbations, the simulation results are consistent with the previous analytic theory based on a linear approach. For larger amplitude perturbations, or close to the threshold for tearing instability, the evolution shows nonlinear behavior. Solar coronal heating may arise due to a series of reconnection events, and a primary aim of this work is to study the interaction of such heating events. Thus, the perturbations are applied at the boundary by successive pulses. It is found that following the second driving pulse, the current sheet expands along the separatrix before relaxing to a reconnective equilibrium with magnetic islands and releasing even more magnetic energy for the same amplitude perturbation. Here, the previous work is extended to study long wavelength perturbations for which the system exhibits even stronger nonlinear aspects. (c) 2006 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.2200630

    Web of Science

  135. Simulation study of the formation mechanism of sigmoidal structure in the solar corona 査読有り

    K Kusano

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   631 巻 ( 2 ) 頁: 1260 - 1269   2005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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    The formation mechanism of sigmoidal structure in the solar coronal magnetic field is studied using the three-dimensional magnetohydrodynamic numerical simulations, based on the so-called reversed-shear flare model recently proposed by Kusano et al. The simulation results clearly indicate that magnetic reconnection driven by the resistive tearing mode instability growing on the magnetic shear inversion layer can cause the spontaneous formation of sigmoidal structure. Furthermore, it is also numerically demonstrated that the formation of the sigmoids can be followed by the explosive energy liberation, if the sigmoids contain sufficient magnetic flux. This implies that the reversed-shear flare model can provide a self-consistent explanation for the formation of sigmoids as well as for the onset of eruption, which is driven by magnetic reconnection above sigmoids. The geometric relationship between the sigmoidal structure and the minimum energy state predicted by J. B. Taylor in 1974 is examined. The result suggests that the sigmoidal formation could be understood as a manifestation of the minimum energy state, which has the excess magnetic helicity compared to the bifurcation criterion of the linear force-free field. The consistency with the observations of magnetic helicity is also discussed.

    DOI: 10.1086/432570

    Web of Science

  136. A multi-state HLL approximate Riemann solver for ideal magnetohydrodynamics 査読有り

    Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano

    Journal of Computational Physics   208 巻 ( 1 ) 頁: 315 - 344   2005年9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:ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE  

    A new multi-state Harten-Lax-van Leer (HLL) approximate Riemann solver for the ideal magnetohydrodynamic (MHD) equations is developed based on the assumption that the normal velocity is constant over the Riemann fan. This assumption is same as that used in the HLLC ("C" denotes Contact) approximate Riemann solver for the Euler equations. From the assumption, it is naturally derived that the Riemann fan should consist of four intermediate states for Bx ≠ 0, whereas the number of the intermediate states is reduced to two when Bx = 0. Since the intermediate states satisfied with all jump conditions in this approximate Riemann system are analytically obtained, the multi-state HLL Riemann solver can be constructed straightforwardly. It is shown that this solver can exactly resolve isolated discontinuities formed in the MHD system, and hence named as HLLD Riemann solver. (Here, "D" stands for Discontinuities.) It is also analytically proved that the HLLD Riemann solver is positively conservative like the HLLC Riemann solver. Indeed, the HLLD Riemann solver corresponds to the HLLC Riemann solver when the magnetic field vanishes. Numerical tests demonstrate that the HLLD Riemann solver is more robust and efficient than the linearized Riemann solver, and its resolution is equally good. It indicates that the HLLD solver must be useful in practical applications for the ideal MHD equations. © 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.jcp.2005.02.017

    Scopus

  137. *Simulation Study of the Formation Mechanism of Sigmoidal Structure in the Solar Corona 招待有り 査読有り

    Kusano, K.

    The Astrophysical Journal   631 巻 ( 2 ) 頁: 1260-1269   2005年5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)  

  138. Magnetic helicity injection and sigmoidal coronal loops 査読有り

    TT Yamamoto, K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama, T Sakurai

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   624 巻 ( 2 ) 頁: 1072 - 1079   2005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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    We studied the relationship between magnetic helicity injection and the formation of sigmoidal loops. We analyzed seven active regions: three regions showed coronal loops similar to the potential field, and four regions showed the sigmoidal loops. The magnetic helicity injection rate was evaluated using the method proposed by Kusano et al. In order to compare the helicity of regions of various sizes, we defined the normalized helicity injection rate as the magnetic helicity injection rate divided by the magnetic flux squared. We found that the sigmoidal regions and nonsigmoidal regions have comparable normalized helicity injection rates. Next, we calculated the magnetic helicity content of the sigmoidal loops by using the magnetic flux tube model (Longcope & Welsch) and compared it with the magnetic helicity injected from around the footpoints of three sigmoidal loops. For two sigmoidal loops, it is found that these values are comparable. Another loop showed significant disagreement between helicity injection rate and its magnetic helicity content. Excluding this region on the basis of its complexity ( perhaps multiple loops forming a sigmoidal loop), we can conclude that geometric twist of the sigmoidal loops is consistent with the magnetic helicity injected from around the footpoints of the sigmoidal loops.

    DOI: 10.1086/429363

    Web of Science

  139. A statistical study of the correlation between magnetic helicity injection and soft X-ray activity in solar active regions 査読有り

    T Maeshiro, K Kusano, T Yokoyama, T Sakurai

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   620 巻 ( 2 ) 頁: 1069 - 1084   2005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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    The correlation between magnetic helicity injection across the photosphere and soft X-ray activity in the solar corona is statistically investigated for seven active regions appearing in the years 1997 - 2000. The magnetic helicity flux into the solar corona is analyzed by the induction equation method, using magnetograms observed by the Michelson Doppler Imager on SOHO and by the vector magnetograph at the National Astronomical Observatory of Japan. Soft X-ray activity is evaluated from the data observed by the Yohkoh soft X-ray telescope (SXT). Soft X-ray activity of active regions in nonflare phases is found to correlate better with unsigned magnetic helicity flux than with the simple integration of the magnetic helicity flow. In addition, several magnetic variables, e. g., magnetic flux and electric current flux, are investigated, and it is confirmed that any fluxes given by the area integration of magnetic variables are well correlated with soft X-ray activity. However, for themagnetic helicity flow, not only the whole area flux but also the local intensity correlates well with the soft X-ray intensity. The relation between the spatial structure of the magnetic shear and soft X-ray activity is also investigated, and it is revealed that structural complexity in the magnetic shear tends to increase the efficiency of energy liberation in the solar corona. These results indicate that the magnetic helicity injected from the photosphere is relevant to the heating process in the solar corona, although several magnetic variables, not only magnetic helicity, could be related to that.

    DOI: 10.1086/426806

    Web of Science

  140. Solar coronal heating by forced magnetic reconnection: Multiple reconnection events 査読有り

    R Jain, P Browning, K Kusano

    PHYSICS OF PLASMAS   12 巻 ( 1 )   2005年1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 INST PHYSICS  

    Magnetic reconnection is a strong candidate for a coronal heating mechanism, and heating by forced magnetic reconnection is investigated here. Two dimensional, nonlinear magnetohydrodynamic simulations are used to investigate forced magnetic reconnection in a compressible plasma. The reconnection occurs when a sheared force-free field is perturbed by a slow disturbance (pulse) at the boundary which is representative of the solar corona where the reconnection is induced by the photospheric motions. The case of driving by successive pulses, which generate a series of heating events which may interact with each other, is considered. This is in order to model the heating of the corona by a series of nanoflare events. For small perturbations, the simulation results are consistent with the previous analytic theory based on linear approach where a current sheet is formed initially at the resonant surface followed by reconnection and then release of magnetic energy. For large amplitude perturbations, or close to the threshold for tearing instability, the system exhibits strong nonlinear aspects. Following the second driving pulse, the current sheet expands along the separatrix before relaxing to a reconnective equilibrium and releasing even more magnetic energy for the same amplitude perturbation. (C) 2005 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.1831278

    Web of Science

  141. Generation and annihilation of magnetic helicity in active regions 査読有り

    K. Kusano

    HIGHLIGHTS OF ASTRONOMY, VOL 13   13 巻   頁: 113 - 116   2005年

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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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    Generation and annihilation processes of magnetic helicity in solar coronal active regions are investigated based on the observations and the simulations. We first examined the reliability of the numerical techniques, which enable to measure the magnetic helicity flux through the photosphere based on the magnetogram data. Secondly, in terms of the new technique, we found that magnetic helicities of the both signs are simultaneously injected into active regions. Motivated by this result, finally, we investigated the nonlinear process of the magnetic helicity annihilation, using the three-dimensional numerical simulations. The simulations clearly indicated that the helicity reversal can cause the eruption of large-scale plasmoid through the nonlinear process of the resistive instability growing on the helicity inversion layer. From these studies, we point out that the annihilation of magnetic helicity is a key process for the onset mechanism of solar flares.

    Web of Science

  142. Study of the relationship between magnetic helicity and solar coronal activity 査読有り

    K Kusano

    CORONAL AND STELLAR MASS EJECTIONS   ( 226 ) 頁: 256 - 256   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:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    DOI: 10.1017/S1743921305000669

    Web of Science

  143. *The trigger mechanism of solar flares in a coronal arcade with reversed magnetic shear 査読有り

    Kusano K, Maeshiro T, Yokoyama T, Sakurai T

    The Astrophysical Journal   610 巻 ( 1 ) 頁: 537-549   2004年7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)  

    We have investigated the possibility that magnetic reconnection between oppositely sheared magnetic loops works as a trigger mechanism of solar flares, based on three-dimensional numerical simulations. The simulations were carried out by applying a slow footpoint motion, which reverses a preloaded magnetic shear, in the vicinity of the magnetic neutral line. The simulation results clearly indicated that the reversal of magnetic shear can cause a large-scale eruption of the magnetic arcade through a series of two different kinds of magnetic reconnections. The first reconnection is initiated by the resistive-tearing mode instability growing on the magnetic shear inversion layer and annihilates the sheared magnetic fluxes, which are oppositely directed along the magnetic neutral line. As a result of this, the magnetic arcade collapses into the reconnection point, and a new current sheet is generated above and below the shear inversion layer. The generation of new current sheets is followed by another magnetic reconnection, which drives the eruption of the sheared magnetic arcade. Mutual excitation of the two reconnections may explain the explosive property of the flare onset.

  144. The trigger mechanism of solar flares in a coronal arcade with reversed magnetic shear 査読有り

    K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama, T Sakurai

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   610 巻 ( 1 ) 頁: 537 - 549   2004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)   出版者・発行元:UNIV CHICAGO PRESS  

    We have investigated the possibility that magnetic reconnection between oppositely sheared magnetic loops works as a trigger mechanism of solar flares, based on three-dimensional numerical simulations. The simulations were carried out by applying a slow footpoint motion, which reverses a preloaded magnetic shear, in the vicinity of the magnetic neutral line. The simulation results clearly indicated that the reversal of magnetic shear can cause a large-scale eruption of the magnetic arcade through a series of two different kinds of magnetic reconnections. The first reconnection is initiated by the resistive-tearing mode instability growing on the magnetic shear inversion layer and annihilates the sheared magnetic fluxes, which are oppositely directed along the magnetic neutral line. As a result of this, the magnetic arcade collapses into the reconnection point, and a new current sheet is generated above and below the shear inversion layer. The generation of new current sheets is followed by another magnetic reconnection, which drives the eruption of the sheared magnetic arcade. Mutual excitation of the two reconnections may explain the explosive property of the flare onset.

    DOI: 10.1086/421547

    Web of Science

  145. Simulation study of energy conversion process in magnetohydrodynamic turbulence due to magnetorotational instability 査読有り

    Junji Nakahara, Takahiro Miyoshi, Kanya Kusano

    Journal of the Physical Society of Japan   73 巻 ( 1 ) 頁: 94 - 101   2004年1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:PHYSICAL SOC JAPAN  

    Three dimensional local simulation was performed to investigate the energy conversion and the dynamo action in the magnetohydrodynamic (MHD) turbulence due to the magnetorotational instability (MRI) in a differentially rotating disk, using Arbitrary Lagrangian Eulerian method. As a result, it was found that the turbulence plays a role to convert the magnetic energy to the kinetic energy, if the shear parameter q defined by -dln Ω/dln R is less than 2.3, where Ω and R are the angular velocity and the disk radius, respectively. It means that amplification of the magnetic energy in the MRI is mainly due to the twisting effect of differential rotation rather than a result of the turbulent dynamo action. When q ≥ 2.5, the energy conversion rate from the kinetic energy to the magnetic energy is switched to positive, because low modes, which are destabilized by the Rayleigh instability, can work for the turbulent dynamo. On the other hand, it is also revealed that, the α-dynamo effect exists at least for q ≥ 0.75, although the contribution to the amplification of the magnetic energy is very small. From these results, it can be concluded that, even though the MRI is able to amplify the magnetic energy, the turbulence due to the MRI is less effective as a driver of the conventional dynamo process, unless the Rayleigh instability arises. ©2004 The Physical Society of Japan.

    DOI: 10.1143/JPSJ.73.94

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  146. Magnetic helicity injection and sigmoidal coronal loops 査読有り

    TT Yamamoto, T Sakurai, K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama

    Solar-B Mission and the Forefront of Solar Physics, Proceedings   325 巻   頁: 145 - 149   2004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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    We analyzed the magnetic helicity injection in NOAA Active Region 8011 with the method proposed by Kusano et al. (2002). It was found that the helical geometry of a sigmoidal loop in this region is consistent with the magnetic helicity injected from the foot points of the loop. We also made a statistical study of the correlation between X-ray intensity and magnetic helicity injection. We found that the sum of the absolute values of the magnetic helicity injection shows good correlation with the X-ray luminosity. The estimated flux of magnetic free energy injection is not highly correlated with the X-ray flux, because the former quantity is overestimated in our simple method.

    Web of Science

  147. Study of magnetic helicity in the solar corona 査読有り

    K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama, T Sakurai

    Solar-B Mission and the Forefront of Solar Physics, Proceedings   325 巻   頁: 175 - 184   2004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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    Several new methodologies to detect the magnetic helicity injection activity across the photosphere into the solar corona have been developed recently. We briefly review the basic principle of the typical two methods, the so-called local correlation tracking (LCT) method and the induction equation (IE) method. The reliability of them is examined using a three-dimensional model field. The benchmark examination indicates that, if the vector magnetic field data are available, the IE method can greatly improve the accuracy of the helicity flux measurement. The physical implication of the recent results of the magnetic helicity measurement is also discussed. In particular, we emphasize the possibility that not only the intensity but also the complexity of the magnetic helicity injection from the photosphere could activate the energy liberation process in the solar corona.

    Web of Science

  148. Prospect for Multiple Time and Spatial Scale Simulation Research in Astrophysical Plasma Phenomena, Multiple Scale Simulation of Magnetic Reconnection Phenomena in the Solar Corona

    Kanya Kusano

    Journal of Plasma and Fusion Research     2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1585/jspf.79.496

  149. Effect of density stratification on the thermal convection in a rotating spherical shell 査読有り

    N. Nishikawa, K. Kusano

    Astrophysical Journal   581 巻 ( 1 I ) 頁: 745 - 759   2002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)   出版者・発行元:Institute of Physics Publishing  

    On the basis of the three-dimensional numerical simulation, we study the effect of density stratification on the thermal convection in a rotating spherical shell. Three different density-stratified equilibria, which have different polytropic indices, are adopted as the initial state of the simulation. The density ratio between the bottom and the top of the domain is in the range from 2.0 to 10.7, and the Taylor number is fixed to 104. It is found that when the Rayleigh number is slightly above the instability threshold, the convection structure is hardly affected by the difference of stratification, whereas when the Rayleigh number is much larger than the instability threshold, the nonlinear solution in the strongly stratified equilibria bifurcates into the sectorial convection and the quasi-axisymmetric zonal convection. Through the bifurcation from the sectorial solution to the quasi-axisymmetric solution, the sign of the averaged kinetic helicity is changed in each hemisphere (negative to positive in the northern hemisphere). The results suggest that the solar and the stellar convections must be sensitive to the density stratification.

    DOI: 10.1086/344138

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  150. Measurement of magnetic helicity injection and free energy loading into the solar corona 査読有り

    K. Kusano, T. Maeshiro, T. Yokoyama, T. Sakurai

    Astrophysical Journal   577 巻 ( 1 I ) 頁: 501 - 512   2002年9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:Institute of Physics Publishing  

    We develop a new methodology that can determine magnetic helicity flux as well as Poynting flux across the photosphere based on magnetograph observation. By applying this method, we study the injection mechanism of magnetic helicity and magnetic free energy into the solar corona. In order to derive the helicity and energy fluxes, first the velocity tangential to the solar surface is constructed by applying a correlation tracking technique on the magnetic observation, and second, the velocity component normal to the photosphere is derived from the condition that the magnetic evolution must be consistent with the induction equation. Through this procedure, we can determine the helicity and energy fluxes separately for the shear motion effect and for the flux emergence effect. Based on this new method, NOAA Active Region 8100 was analyzed from 1997 November 1 to 5 using data observed by the Solar and Heliospheric Observatory Michelson Doppler Interferometer and the vector magnetograph at the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) in Tokyo. The results indicate that the photospheric shear motion and the flux emergence process have equally contributed to the helicity injection and have supplied magnetic helicity of opposite signs into this active region.

    DOI: 10.1086/342171

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  151. Measurement of Magnetic Helicity Injection and Free Energy Loading into the Solar Corona 査読有り

    Kusano,K., Maeshiro,T., Yokoyama,T. and Sakurai,T.

    The Astrophysical Journal   577 巻 ( 1 ) 頁: 501-512   2002年9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)  

    We develop a new methodology that can determine magnetic helicity flux as well as Poynting flux across the photosphere based on magnetograph observation. By applying this method, we study the injection mechanism of magnetic helicity and magnetic free energy into the solar corona. In order to derive the helicity and energy fluxes, first the velocity tangential to the solar surface is constructed by applying a correlation tracking technique on the magnetic observation, and second, the velocity component normal to the photosphere is derived from the condition that the magnetic evolution must be consistent with the induction equation. Through this procedure, we can determine the helicity and energy fluxes separately for the shear motion effect and for the flux emergence effect. Based on this new method, NOAA Active Region 8100 was analyzed from 1997 November 1 to 5 using data observed by the Solar and Heliospheric Observatory Michelson Doppler Interferometer and the vector magnetograph at the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) in Tokyo. The results indicate that the photospheric shear motion and the flux emergence process have equally contributed to the helicity injection and have supplied magnetic helicity of opposite signs into this active region.

  152. Numerical study of three-dimensional magnetohydrodynamic instability in the solar coronal magnetic arcades 査読有り

    K. Kusano

    Astrophysical Journal   571 巻 ( 1 I ) 頁: 532 - 539   2002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)   出版者・発行元:Institute of Physics Publishing  

    Three-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) instability in the solar coronal magnetic arcades, which are subject to the constant shearing motion at the feet, was investigated based on the numerical simulations. It was found that the magnetic arcade instability for three-dimensional modes undulating the magnetic arcade can grow if the aspect ratio (defined as the ratio of the arcade length to the width) is larger than unity. In particular, when the aspect ratio is much larger than unity, the nonlinear coupling among several modes dominates the dynamics. As a result, in a very long magnetic arcade, three-dimensional reconnection, which takes place in a limited region in the magnetic arcade, may proceed continuously.

    DOI: 10.1086/339910

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  153. Helicity injection into the solar corona 査読有り

    K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama, T Sakurai

    MULTI-WAVELENGTH OBSERVATIONS OF CORONAL STRUCTURE AND DYNAMICS   13 巻   頁: 151 - 152   2002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:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    We developed a new methodology to measure magnetic helicity as well as magnetic energy injection into the solar corona from magnetograph observations, and we studied the relationship between helicity injection and X-ray activity in the solar corona. In order to calculate the gauge-invariant helicity flux and the Poynting flux across the photosphere, first the velocity tangential to the photospheric surface is constructed by applying the correlation tracking technique on SOHO/MDI observations, and second the normal velocity is calculated by solving the induction equation as an inverse-problem using data from SOHO/MDI and the Solar Flare Telescope at NAOJ in Tokyo. The helicity injection as well as the free energy build-up is analyzed for active region NOAA 8100 from November 1 to 4, 1997. The results indicate that the emerging flux and the shear flow inject magnetic helicity of opposite sign (positive and negative, respectively) into the active region prior to a series of flares. Furthermore it is found that during the helicity injection process magnetic free energy in the amount of 5 x 1032 erg was supplied, which is much more than the X-ray flux emitted by the flares.

    Web of Science

  154. Numerical study of nonlinear forced magnetic reconnection 査読有り

    P. K. Browning, J. Kawaguchi, K. Kusano, G. E. Vekstein

    Physics of Plasmas   8 巻 ( 1 ) 頁: 132 - 138   2001年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Two-dimensional numerical simulations are used to investigate nonlinear aspects of forced magnetic reconnection in a zero β highly conducting plasma. This is representative of the solar corona, where reconnection may be induced by external perturbations, e.g., at the photospheric boundary of the corona. The aim is to investigate the energy dissipation by the reconnection, which may provide a mechanism for heating the coronal plasma. The field is taken to he initially a sheared force-free equilibrium in a slab, and the effects of applying a slow deformation to the boundaries are investigated. Previous analytical studies assuming small departures from the initial equilibrium have found that a current sheet forms during an initial ideal phase of evolution, which subsequently relaxes to a reconnected equilibrium, releasing some magnetic energy. The linear theory predicts that the energy release has a singularity when the field is marginally stable to the tearing mode. The nonlinear evolution of the field is calculated numerically, focusing on the energy release. In particular, the strongly nonlinear behavior is studied in the parameter regime in which the linear theory breaks down. It is found that nonlinearities become strong close to the marginal stability point, and for such highly sheared fields, the energy released by reconnection is large even for weak boundary deformations. © 2001 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.1329151

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  155. Density stratification effects on the thermal convection in a rotating spherical shell 査読有り

    N Nishikawa, K Kusano

    RECENT INSIGHTS INTO THE PHYSICS OF THE SUN AND HELIOSPHERE: HIGHLIGHTS FROM SOHO AND OTHER SPACE MISSIONS   ( 203 ) 頁: 195 - 197   2001年

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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:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    The density stratification effects on the thermal convection in a rotating spherical shell, which is the representative of the solar convection zone, are investigated by three dimensional numerical simulations. It is found that, the convection structure in the strongly stratified system is switched from parallel cells aligned to the rotation axis to zonal rolles dominated by the longitudinally averaged mode, as the Rayleigh number increases much larger than the stability threshold. Corresponding to this structural transition, the averaged kinetic helicity reverses the sign in each hemisphere (from negative to positive in the northern hemisphere). The results indicate that the density stratification is much important for the nonlinear convection process in the rotating spherical shell.

    Web of Science

  156. Three-dimensional simulation study of magnetic reconnection in the solar corona 査読有り

    K Kusano

    EARTH PLANETS AND SPACE   53 巻 ( 6 ) 頁: 491 - 494   2001年

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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:TERRA SCIENTIFIC PUBL CO  

    A three-dimensional reconnection process, which is caused by the magnetic arcade instability, is investigated using numerical simulations. It is found that the aspect ratio (defined as the ratio of the length to the width of the magnetic arcade) is a crucial parameter to control the nonlinear dynamics. When the aspect ratio is rather small, the dynamics is governed by a symmetric mode, and more explosive reconnection happens. In a longer arcade, on the other hand, an undulating three-dimensional activity arises. It suggests that the variety in solar coronal activity may be caused by the differece in arcade shape.

    DOI: 10.1186/BF03353260

    Web of Science

  157. A global MHD simulation of the Jovian magnetosphere interacting with/without the IMF 査読有り

    Miyoshi, Takahiro, Kusano, Kanya

    Journal of Geophysical Research   106 巻 ( A6 ) 頁: 10723 - 10742   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  158. A global MHD model of the Jovian magnetosphere 査読有り

    Miyoshi, Takahiro, Kusano, Kanya

    JAERI Research   2000 巻 ( 31 ) 頁: 1 - 47   2000年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  159. Simulation study on catastrophic instability in solar corona 査読有り

    K Kusano

    NUMERICAL ASTROPHYSICS   240 巻   頁: 323 - 326   1999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:SPRINGER  

    Web of Science

  160. Magnetic helicity and stability in solar corona 査読有り

    K. Kusano

    Geophysical Monograph Series   111 巻   頁: 149 - 156   1999年

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    記述言語:英語   掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Blackwell Publishing Ltd  

    Solar coronal magnetic field plays a role as a channel through which the magnetic helicity is transported from the sun into the interplanetary space. If the coronal field forms the arcades, and if the magnetic Reynolds number is sufficiently large, the helicity transportation proceeds intermittently, even in the case that the helicity is constantly supplied from the sun. The intermittent transportation is a cyclic process which consists of the helicity storage, magnetic reconnection, and the plasmoid ejection. It is a result of the competition between the destabilization by the photospheric activity and the spontaneous stabilization caused by the magnetic arcade instability. The total helicity is well conserved even in the energy relaxation process, so that Taylor’s hypothesis on the selective dissipation is applicable also to the solar corona. However, the numerical simulations indicate that the energy relaxation is even partial, and that the free energy cannot be exhausted, because the photospheric boundary gives a stronger constraint than Taylor’s theory predicted. The coronal field could evolve around the marginally stable limit, which locates in the intermediate region between the stable and the unstable linear force free solutions. The results suggest that, even if there is no external trigger, the coronal plasma is able to generate intermittent activities like flares.

    DOI: 10.1029/GM111p0149

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  161. Bifurcation-transition dynamics in solar coronal plasma 査読有り

    K Kusano

    OBSERVATIONAL PLASMA ASTROPHYSICS: FIVE YEARS OF YOHKOH AND BEYOND   229 巻   頁: 185 - 186   1998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:SPRINGER  

    Web of Science

  162. Wave propagation in 2-fluid dusty plasma system 査読有り

    T Takaishi, K Kusano

    PHYSICS OF DUSTY PLASMAS   446 巻   頁: 111 - 115   1998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:AMER INST PHYSICS  

    The propagation of electro-static waves in a-fluid dusty plasma system is investigated. We study the dynamics of the dust particles and ions in the a-fluid dusty plasma system. We find that the electro-static waves in dusty plasma are developed as the new modes. When we assume that the charge-up process in the equilibrium can be eliminated, these modes approach to Ion-Acoustic mode (Q(d0) = 0) Or Dust-ion-Acoustic mode (P-d0 = 0).

    Web of Science

  163. Simulation study on magneto-gravity instabilities in magnetic shear field

    Moriyama, Katsushi, Kusano, Kanya, Miyoshi, Takahiro

    Observational Plasma Astrophysics - Five Years of Yohkoh and Beyond     頁: 331 - 332   1998年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  164. Nonlinear dynamics of magnetic buoyancy instabilities in a sheared magnetic field 査読有り

    K. Kusano, K. Moriyama, T. Miyoshi

    Physics of Plasmas   5 巻 ( 7 ) 頁: 2582 - 2589   1998年

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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:American Institute of Physics Inc.  

    Nonlinear dynamics of magnetic buoyancy instabilities for the Parker-type and interchange-type modes are numerically investigated with the aim of understanding the emerging mechanism of solar coronal magnetic loops. Two-dimensional nonlinear magnetohydrodynamic (MHD) simulations of the magnetic buoyancy instabilities are performed in a highly stratified domain consisting of two temperature regions corresponding to the corona and the chromosphere, respectively. First, it is revealed that the angle between the wave vector and the magnetic field at the top interface of the magnetic layer is a crucial parameter controlling the basic properties of the instability. Second, it is found that the magnetic buoyancy instability in the sheared field grows nonlinearly larger than in the shearless field, although the magnetic shear reduces the linear growth rate. This is due to the Parker-type mode being destabilized by the nonlinear effect of the interchange-type instabilities. Third, it is shown that the magnetic buoyancy instability can drive magnetic reconnections which create isolated flux regions. © 1998 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.872944

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  165. A global magnetohydrodynamic simulation of the Jovian magnetosphere 査読有り

    T Miyoshi, K Kusano, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 526 - 529   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    Three-dimensional global magnetohydrodynamic (MHD) simulations are performed in order to investigate the global structure and the dynamics of the Jovian magnetosphere. Particularly, we investigate the influence of the planetary rotation onto the magnetospheric structure. The effects of the interplanetary magnetic field (IMF) in the solar wind are also considered. The simulation results clearly indicate that the dawn-dusk asymmetries are generated due to the effect of the planetary rotation. The plasmoid can be also observed in the tail region. The neutral lines of the magnetic field, however, appear obliquely from the dawn-dusk line, so that the location of the plasmoid is quite different from that in the Earth's magnetosphere.

    Web of Science

  166. Self-organization in solar coronal plasma 査読有り

    K Kusano, Y Suzuki, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 1586 - 1589   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    The theoretical proposition, that solar hares are self-organization processes to realize the Taylor's minimum energy state [K.Kusano, ct al., Astrophys. J., 441 942 (1995)], is examined by the numerical simulations. The simulation shows that the self-organization process indeed takes place, and that a rapid energy relaxation process is achieved through magnetic reconnection on thin current sheets, as expected from the theory. However, it is also clarified that, since the line-tied condition on the photosphere severely restricts the energy relaxation in addition to Taylor's hypothesis on total helicity conservation. Furthermore, we consider the storage mechanism of the free energy to drive solar flares, and find that a substantial free energy can be stored in the coronal magnetic field through a competitive process between the helicity injection due to the photospheric motion and the instability in the coronal arcade system.

    Web of Science

  167. Magnetic reconnection in solar corona 査読有り

    K Kusano, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 494 - 497   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    Magnetic reconnection, which arises from the nonlinearity of the magnetohydrodynamic instability in the solar coronal loops, is analyzed in detail by the numerical simulations. It is revealed that the time-scale of the current sheet formation does not depend on the linear growth rate of the initial instability, and it is scaled by the Alfven transit times. It is also found that! when the magnetic Reynolds number is in the range from 10(3) to 10(4), the length of the current layer in the reconnection site is geometrically limited to the scale of the loop feet interval and is hardly affected by the change in the resistivity. Consequently, the width of the current layer is proportional to the square root of the resistivity.

    Web of Science

  168. Generation and evolution of solar coronal magnetic loops 査読有り

    K Moriyama, K Kusano, T Miyoshi, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 1006 - 1009   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    We perform the tyro-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) simulation which can calculate either the generation and the evolution of the solar coronal magnetic loops with a magnetic shear. The linear stability analysis reveals that, if the magnetic field has a stronger shear, higher-wavenumber perturbations are destabilized because of the excitation of the interchange mode, so that the unstable region in the wavenumber space is enlarged. In the nonlinear simulation, it is observed that as the result of the initial perturbation growing, the magnetic flux emerges into the corona and the coronal loop is generated, It is also observed that when the perturbation of the short-wavelength is imposed to the strongly sheared magnetic held. the isolated flux tube is generated through the magnetic reconnection process.

    Web of Science

  169. Simulation study on reversed field pinch plasmas with RF current drive 査読有り

    T Nagai, K Kusano, Y Kondoh, S Shiina, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 1042 - 1045   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    We study the relaxation phenomena of the reversed field pinch (RFP) plasma with a radio-frequency (rf) current drive. We develop the magnetohydrodynamic code, in which the effect of the rf current drive is included in the induction equation as an external electric field obtained from the ray tracing of the fast magnetosonic wave. As the results of simulations, we observe that the rf current drive can effectively reduce the disturbance due to the kink mode instabilities and it may sustain the reversed held without the MHD relaxation dynamics, These results suggest that the rf current drive is a prospective method to enable a quiet sustainment of the RFP configuration.

    Web of Science

  170. Three dimensional simulation study of the magnetohydrodynamic relaxation process in the solar corona 査読有り

    Y Suzuki, K Kusano, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 1582 - 1585   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    The magnetohydrodynamic (MHD) relaxation process in the solar coronal magnetic field is investigated in terms of three-dimensional numerical simulations. We consider the dynamics of magnetic loops, which is caused by the photospheric twisting motion. It is found that, as a result of the rising of the magnetic loops, isolated flux tubes (plasmoids) are generated on top of the loops through the magnetic reconnection process. It is revealed that the plasmoid formation can be explained as a transition between two different solutions of the Woltjer-Taylor minimum energy state. (Kusano, Suzuki, & Nishikawa 1995). Furthermore, the three-dimensional effect in the transition dynamics is investigated in detail by the Fourier mode analysis.

    Web of Science

  171. Three-dimensional simulation of a compressible magnetoconvection 査読有り

    S Kawasaki, K Kusano, T Miyoshi, K Nishikawa

    ICPP 96 CONTRIBUTED PAPERS - PROCEEDINGS OF THE 1996 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PLASMA PHYSICS, VOLS 1 AND 2     頁: 966 - 969   1997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:JAPAN SOCIETY PLASMA SCIENCE &NUCLEAR FUSION RESEARCH  

    The three-dimensional (3D) compressible magnetoconvection in a rectangular domain with a horizontal magnetic field is investigated using the numerical simulation. The 3D calculations are carried out adopting the result from the two-dimensional convection simulations as the initial condition. It is observed that the stable roll convection in the 2D system is unstable in the 3D system, and a complex spatial-temporal structure is generated.

    Web of Science

  172. On self-consistent stationary propagation of relativistically coupled electromagnetic and electrostatic waves. II. Effects of electron-positron pair creation 査読有り

    Levan N. Tsintsadze, Kanya Kusano, Kyoji Nishikawa

    Physics of Plasmas   4 巻 ( 4 ) 頁: 911 - 916   1997年

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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:American Institute of Physics Inc.  

    Effects of electron-positron pair creation on the stationary one-dimensional propagation of relativistically coupled electromagnetic and electrostatic waves are studied based on the self-consistent model presented in the previous paper for an electron-ion plasma [L. N. Tsintsadze and K. Nishikawa, Phys. Plasmas 3, 511 (1996)]. The pair-created particles are treated as a cold electron-positron plasma at their creation point. In addition to the results similar to those obtained for the electron-ion plasma, a new type of instability of the finite amplitude plane wave is found which is purely growing in the wave frame near threshold. A novel solution describing an envelope shock which represents a wake-field excitation by a solitary electromagnetic pulse is obtained by taking into account the trapping of the pair-created particles in the upstream region. © 1997 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.872207

    Scopus

  173. MHD simulation of a rapidly rotating magnetosphere interacting with the external plasma flow 査読有り

    T. Miyoshi, K. Kusano

    Geophysical Research Letters   24 巻 ( 21 ) 頁: 2627 - 2630   1997年

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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:American Geophysical Union  

    The nonlinear interaction of a rapidly rotating magnetosphere with the external supersonic plasma flow is investigated by using the three-dimensional global magneto-hydrodynamic (MHD) simulation. The results of the simulations clearly indicate that various dawn-dusk asymmetries are generated due to the effect of the rotation. Particularly, the location of the plasmoid, which is generated in the tail region of the rotating magnetosphere, is quite different from the case without rotation. It is also found that distinctive magnetospheric structures such as the plasma disc are largely modified in response to the dynamic pressure in the external plasma flow. Copyright 1997 by the American Geophysical Union.

    DOI: 10.1029/97GL52739

    Scopus

  174. Three dimensional simulation study of the magnetohydrodynamic relaxation process in the solar corona

    Y Suzuki, K Kusano, K Nishikawa

    MAGNETODYNAMIC PHENOMENA IN THE SOLAR ATMOSPHERE     頁: 587-588   1996年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  175. Activities of INSAM in Hiroshima University 査読有り

    Shinji Hioki, Satoru Honda, Masasi Inoue, Kanya Kusano, Osamu Miyamura, Masahisa Tabata

    Progress of Theoretical Physics Supplement   ( 122 ) 頁: 51 - 56   1996年

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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:Yukawa Institute for Theoretical Physics  

    INSAM (Institute for Numerical Simulations and Applied Mathematics) in Hiroshima University is a group consists of researchers whose major are Numerical Simulations and/or Applied Mathematics. It covers wide range of science: mathematics, physics, chemistry, biology and earth &amp
    planetary system. In this report the current activities of INSAM are presented. The performance of Intel Paragon, which is a main computer resource of INSAM, and its implementation for our applications will be also discussed.

    DOI: 10.1143/PTPS.122.51

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  176. Bifurcation and stability of the coronal magnetic field 査読有り

    K Kusano, Y Suzuki, K Moriyama, K Fujie, K Nishikawa

    MAGNETODYNAMIC PHENOMENA IN THE SOLAR ATMOSPHERE     頁: 303 - 304   1996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:KLUWER ACADEMIC PUBL  

    Web of Science

  177. Three dimensional simulation study of the magnetohydrodynamic relaxation process in the solar corona 査読有り

    Y Suzuki, K Kusano, K Nishikawa

    MAGNETODYNAMIC PHENOMENA IN THE SOLAR ATMOSPHERE     頁: 587 - 588   1996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:KLUWER ACADEMIC PUBL  

    Web of Science

  178. A solar flare triggering mechanism based on the Woltjer-Taylor minimum energy principle 査読有り

    K. Kusano, Y. Suzuki, K. Nishikawa

    Astrophysical Journal   441 巻 ( 2 ) 頁: 942 - 951   1995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:Institute of Physics Publishing  

    The general solution of the Woltjer-Taylor minimum energy state is found in the solar coronal geometry, which is modeled as a rectangular domain. It is shown that the solution bifurcates into two different states when the magnetic helicity integral or the geometrical factor defined as the ratio of the height to the width of the domain is satisfactorily increased. Based on this analysis, it is theoretically proposed that a solar flare is a transition process between two different Woltjer-Taylor states, which are generated as a result of the bifurcation. The theory predicts that a solar flare is triggered when the vertical size of the coronal magnetic loop becomes longer than the horizontal size. The topological structure in the coronal magnetic field must be dramatically changed in the transition process. The result implies that in general, magnetic reconnection must be accompanied by a solar flare. The numerical simulation shows that the transition process is dynamically realized as a result of a twisting motion on the photosphere. Based on this theory, disagreements among recent simulation works on the plasmoid formation problem can be consistently explained.

    DOI: 10.1086/175413

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  179. A SOLAR-FLARE TRIGGERING MECHANISM-BASED ON THE WOLTJER-TAYLOR MINIMUM ENERGY PRINCIPLE 査読有り

    KUSANO K, SUZUKI Y, NISHIKAWA K

    The Astrophysical Journal   441 巻 ( 2 ) 頁: 942-951   1995年3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)  

    The general solution of the Woltjer-Taylor minimum energy state is found in the solar coronal geometry, which is modeled as a rectangular domain. It is shown that the solution bifurcates into two different states when the magnetic helicity integral or the geometrical factor defined as the ratio of the height to the width of the domain is satisfactorily increased. Based on this analysis, it is theoretically proposed that a solar flare is a transition process between two different Woltjer-Taylor states, which are generated as a result of the bifurcation. The theory predicts that a solar flare is triggered when the vertical size of the coronal magnetic loop becomes longer than the horizontal size. The topological structure in the coronal magnetic field must be dramatically changed in the transition process. The result implies that in general, magnetic reconnection must be accompanied by a solar flare. The numerical simulation shows that the transition process is dynamically realized as a result of a twisting motion on the photosphere. Based on this theory, disagreements among recent simulation works on the plasmoid formation problem can be consistently explained.

  180. Energy conversion processes in the starting-up phase of externally driven reconnection 査読有り

    Kanya Kusano, Yoshio Suzuki, Tetsuya Sato, Kyoji Nishikawa

    Physics of Fluids B   5 巻 ( 2 ) 頁: 357 - 364   1993年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The energy conversion process as well as the plasma heating mechanism in the starting-up phase of driven reconnection is investigated in detail using two-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) simulation. It is revealed that the compressional heating effect is predominant in this phase rather than the Ohmic and the viscous heating. The predominance of the compressional heating means that the plasma flow energy is considerably converted to the thermal energy. The strong compression takes place in the process during which the fast shock is generated in the downstream region of the reconnection point. The plasma heating due to nonsteady reconnection is briefly discussed as a promising mechanism for the anomalous ion heating, which is observed in reversed-field pinch (RFP) experiments. © 1993 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.860521

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  181. Role of compressibility on driven magnetic reconnection 査読有り

    T. Sato, T. Hayashi, K. Watanabe, R. Horiuchi, M. Tanaka, N. Sawairi, K. Kusano

    Physics of Fluids B   4 巻 ( 2 ) 頁: 450 - 457   1992年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Whether it is induced by an ideal (current driven) instability or by an external force, plasma flow causes a change in the magnetic field configuration and often gives rise to a current intensification locally, thereby a fast driven reconnection being driven there. Many dramatic phenomena in magnetically confined plasmas such as magnetospheric substorms, solar flares, magnetohydrodynamic (MHD) self-organization, and tokamak sawtooth crash, may be attributed to this fast driven reconnection. Using a fourth-order MHD simulation code it is confirmed that compressibility of the plasma plays a crucial role in leading to a fast (MHD time scale) driven reconnection. This indicates that the incompressible representation is not always applicable to the study of a global dynamical behavior of a magnetically confined plasma. © 1992 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.860295

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  182. 講座 プラズマ非線形物理学とコンピュータ・シミュレーション 2. 巨視的非線形現象 2‐2 逆転磁場ピンチの非線形物理学:2-2 逆転磁場ピンチの非線形物理学

    草野 完也

    核融合研究   65 巻 ( 5 ) 頁: 528 - 543   1991年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research  

    The computer simulation has played an important role for the research of reversed-field pinch (REP) physics. Especially, in order to elucidate essential nonlinear mechanisms, the simulation study is a much useful methodology. It is described how the computer simulation has been applied to solve the self-reversal and the self-sustainment processes.

    DOI: 10.1585/jspf1958.65.528

    CiNii Books

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00009529311?from=CiNii

  183. Mhd simulation of the toroidal phase locking mechanism in a reversed field pinch plasma 査読有り

    K. Kusano, T. Tamano, T. Sato

    Nuclear Fusion   31 巻 ( 10 ) 頁: 1923 - 1932   1991年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The toroidal phase locking process of kink modes in a reversed field pinch (RFP) plasma is investigated in detail by means of magnetohydrodynamic (MHD) simulation. The physical mechanism of phase locking is clarified. The two most dominant linearly unstable kink modes govern the evolution of other kink modes, whereby phase locking takes place. It is confirmed that the phase locking process is not a special phenomenon of plasmas with a resistive boundary, but a common feature of the MHD relaxation process in RFPs. The relation between the phase locking process and the MHD relaxation process is briefly discussed. It is found that phase locking is reproduced cyclically in the sustainment process. © 1991, IOP publishing Ltd.

    DOI: 10.1088/0029-5515/31/10/010

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  184. SIMULATION STUDY OF THE SELF-SUSTAINMENT MECHANISM IN THE REVERSED-FIELD PINCH CONFIGURATION 査読有り

    KUSANO K, SATO T

    NUCLEAR FUSION   1990 巻 ( 10 ) 頁: 2075-2096   1990年10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)  

  185. Simulation Study of Self-Organization and Self-Relaxation Processes in Plasma : Complex Dynamics in Nonlinear Systems :

    Horiuchi Ritoku, KUSANO Kanya, WATANABE Kunihiko, HAYASHI Takaya, SATO Tetsuya, NISHIKAWA Kyoji

    Progress of theoretical physics. Supplement   ( 99 ) 頁: 206 - 219   1990年

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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:Progress of Theoretical Physics  

    Recent progress in super-computers has opened a new tool for the study of nonlinear dynamics in plasmas. This paper reviews the recent computer simulation studies for the self-organization and self-relaxation processes in MHD plasmas carried out by the Hiroshima group. Taylor's conjecture for the selective dissipation of magnetic energy keeping the total magnetic helicity canstant is confirmed and the mechanisms for formation and maintenance of the reversed field pinch configuration are explained in terms of the self-relaxation of the plasma due to a driven magnetic reconnection triggered by ideal MHD helical kink unstable modes and their nonlinear couplings.

    DOI: 10.1143/PTPS.99.206

    CiNii Books

    その他リンク: http://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/10883515

  186. SYNTHESIS OF NEW CATIONIC BINAP-RUTHENIUM(II) COMPLEXES AND THEIR USE IN ASYMMETRIC HYDROGENATION [BINAP = 2,2'-BIS(DIPHENYLPHOSPHINO)-1,1'-BINAPHTHYL]

    MASHIMA, K; KUSANO, KH; OHTA, T; NOYORI, R; TAKAYA, H

    JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY-CHEMICAL COMMUNICATIONS   ( 17 ) 頁: 1208 - 1210   1989年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c39890001208

    Web of Science

  187. Global and local relaxations in magnetohydrodynamic plasmas 査読有り

    Tetsuya Sato, Ritoku Horiuchi, Kanya Kusano

    Physics of Fluids B   1 巻 ( 1 ) 頁: 255 - 257   1989年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Based on theoretical and computational considerations, it is confirmed that magnetic reconnection driven nonlinearly by a kink instability plays a key role in the magnetohydrodynamic relaxation. An important finding is that the relaxation takes the form of either global relaxation (e.g., the reversed field pinch relaxation) or local relaxation (e.g., the tokamak sawtooth relaxation), depending on whether the driven reconnection is total (antiparallel) or partial (partially antiparallel). © 1988 American Institute of Physics.

    DOI: 10.1063/1.859100

    Scopus

  188. Simulation study of ultra-low-q discharge process 査読有り

    K. Kusano, T. Sato, H. Yamada, Y. Murakami, Z. Yoshida, N. Inoue

    Nuclear Fusion   28 巻 ( 1 ) 頁: 53 - 72   1988年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The sixth order wave equation which results from a finite temperature expansion of the Vlasov equation is solved globally in the ion cyclotron range of frequencies. A perpendicularly stratified, onedimensional slab plasma is assumed. The diamagnetic drift and the associated anisotropy are included in the unperturbed distribution function to ensure a self-adjoint system. All x-dependence in the plasma pressure and magnetic field is retained along with the electric field parallel to B. Thus, Landau damping of the ion Bernstein wave is included self-consistently. Because of the global nature of the solution, the evanescent short wavelength Bernstein waves do not grow exponentially as in shooting methods. Strong variations occur in the absorption and in the structure of the wave fields as resonance topology is varied. Solutions to the complete sixth order differential equation are compared to those from an approximate second order equation based on local dispersion theory. © 1988 IOP Publishing Ltd.

    DOI: 10.1088/0029-5515/28/1/007

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  189. Spontaneous formation of magnetohydrodynamic equilibrium profiles: tokamaks, reversed field pinches, and their intermediates(共著)

    Phys. Fluids   30 巻 ( 8 ) 頁: 2465 - 2469   1987年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.866085

    Web of Science

  190. NONLINEAR COUPLING EFFECTS ON THE RELAXATION PROCESS IN THE REVERSED FIELD PINCH 査読有り

    KUSANO K, SATO T

    NUCLEAR FUSION   27 巻 ( 5 ) 頁: 821-832   1987年5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)  

  191. Letters:Observation of ultra low q equilibrium 査読有り

    H. Yamada, K. Kusano, Y. Kamada, M. Utsumi, Z. Yoshida, N. Inoue

    Nuclear Fusion   27 巻 ( 7 ) 頁: 1169 - 1173   1987年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The characteristics of a toroidal discharge with qa ≈ 1/2 is studied on TORIUT-6. Ultra low q equilibria that are stable against the global kink mode are realized through MHD relaxation and are shown to be characterized by dq/dr &lt
    0 and a hollow current profile. The stable state lasts for 600 μs, which is of the order of the classical diffusion time. These experimental observations are consistent with non-linear MHD simulation results. © IOP Publishing Ltd.

    DOI: 10.1088/0029-5515/27/7/010

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  192. SIMULATION STUDY OF THE SELF-REVERSAL PROCESS IN THE REVERSED-FIELD PINCH BASED ON A NONLINEARLY DRIVEN RECONNECTION MODEL 査読有り

    KUSANO, K; SATO, T

    NUCLEAR FUSION   26 巻 ( 8 ) 頁: 1051-1061   1986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)  

  193. Nonlinear driven reconnection in the reversed-field pinch 査読有り

    Tetsuya Sato, Kanya Kusano

    Physical Review Letters   54 巻 ( 8 ) 頁: 808 - 810   1985年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We propose a theory that a new type of magnetic reconnection, nonlinear driven reconnection, is triggered during the nonlinear development of an m=1 helical kink-mode instability. This reconnection process can well explain nonlinear reconnection observed in the previous simulation and can be a candidate for the self-reversal mechanism in the reversed-field pinch. © 1985 The American Physical Society.

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.54.808

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書籍等出版物 32

  1. Solar-Terrestrial Environmental Prediction

    ( 担当: 編集)

    2023年3月  ( ISBN:978-981-19-7765-7

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    総ページ数:462   著書種別:学術書

  2. 地球・惑星・生命 = The earth, planets, and life

    日本地球惑星科学連合( 担当: 単著 ,  範囲: 4 宇宙天気予報とは何か(草野完也))

    東京大学出版会  2020年  ( ISBN:9784130637152

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    総ページ数:xii, 264, 8p   記述言語:日本語

    CiNii Books

  3. Extreme Solar Particle Storms: The hostile Sun

    K Kusano, E Cliver, H Hayakawa, G A Kovaltsov, I G Usoskin( 担当: 共著 ,  範囲: CHAPTER 2 What Can Be Learned from Modern Data? K Kusano, E Cliver, H Hayakawa, G A Kovaltsov and I G Usoskin)

    IOP Publishing Ltd  2019年  ( ISBN:9780750322324

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    記述言語:日本語

  4. Long-term datasets for the understanding of solar and stellar magnetic cycles : proceedings of the 340th Symposium of the International Astronomical Union held in Jaipur, India, February 19-23, 2018

    International Astronomical Union. Symposium, Banerjee, Dipankar, Jiang, Jie, 草野, 完也, Solanki, Sami K.( 担当: 単著)

    Cambridge University Press  2018年  ( ISBN:9781108471091

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    総ページ数:xx, 331 p.   記述言語:英語

    CiNii Books

  5. シリーズ現代の天文学 10太陽

    ( 担当: 共著)

    日本評論社  2009年3月 

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    記述言語:日本語

  6. 現代の天文学 第10巻「太陽」

    草野 完也( 担当: 単著)

    日本評論社  2009年 

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    記述言語:日本語

  7. *階層構造の科学ー宇宙・地球・生命をつなぐ新しい視点

    阪口秀、草野完也、末次大輔( 担当: 共著)

    東京大学出版会  2008年3月 

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    記述言語:日本語

  8. 階層構造の科学

    草野 完也( 担当: 単著)

    東京大学出版会  2008年  ( ISBN:9784130603065

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    記述言語:日本語

  9. Reconnection of Magnetic FieldsMagnetohydrodynamics and Collisionless Theory and Observations

    ( 担当: 共著)

    Cambridge University Press  2007年 

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    記述言語:英語

  10. Reconnection of Magnetic Fields: MHD and Collisionless Theory and Applications to the Sun and Magnetosphere

    草野 完也( 担当: 単著)

    Cambridge University Press  2007年  ( ISBN:9780521854207

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    記述言語:日本語

  11. 太陽および宇宙プラズマにおける磁気ヘリシティのダイナミクスに関する研究

    草野, 完也( 担当: 単著)

    [海洋研究開発機構・地球シミュレータセンター]  2007年 

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    総ページ数:178p   記述言語:日本語

    CiNii Books

  12. Helicity Injection into the Solar Corona

    草野 完也( 担当: 単著)

    Multi-Wavelength Observations of Coronal Structure and Dynamics, Yohkoh 10th Anniversary Meeting, COSPAR Colloquia Series, Pergamon  2002年 

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    記述言語:日本語

  13. Helicity Injection into the Solar Corona

    ( 担当: 単著)

    Multi-Wavelength Observations of Coronal Structure and Dynamics, Yohkoh 10th Anniversary Meeting, COSPAR Colloquia Series, Pergamon  2002年 

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    記述言語:日本語

  14. Effect of Density Stratification on the Thermal Convection in a Rotating Spherical Shell

    ( 担当: 単著)

    ASP Conference Series  2001年 

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    記述言語:日本語

  15. Effects of Density Stratification on the thermal Convection in Rotating Spherical Shell(共著)

    草野 完也( 担当: 単著)

    Recent Insights into the Physics of the Sun and Heliosphere Highlights from SOHO and Other Space Mission(The Astronomical Society of the Pacific)  2001年 

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    記述言語:日本語

  16. Effect of Density Stratification on the Thermal Convection in a Rotating Spherical Shell

    ( 担当: 単著)

    ASP Conference Series  2001年 

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    記述言語:日本語

  17. Effects of Density Stratification on the thermal Convection in Rotating Spherical Shell(共著)

    ( 担当: 単著)

    Recent Insights into the Physics of the Sun and Heliosphere Highlights from SOHO and Other Space Mission(The Astronomical Society of the Pacific)  2001年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  18. Effect of Density Stratification on the Thermal Convection in a Rotating Spherical Shell

    ( 担当: 単著)

    ASP Conference Series  2001年 

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    記述言語:日本語

  19. Magnetic Helicity and Stability in Solar Corona

    ( 担当: 単著)

    Magnetic Helicity in Space and Laboratory Plasmas Geophysical Monograph (]G0003[)(American Geophysical Union)  1999年 

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    記述言語:日本語

  20. Magnetic Helicity and Stability in Solar Corona

    ( 担当: 単著)

    Magnetic Helicity in Space and Laboratory Plasmas Geophysical Monograph (]G0003[)(American Geophysical Union)  1999年 

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    記述言語:日本語

  21. Wave Propagation in 2-Fluid Dusty Plasma System(共著)

    ( 担当: 単著)

    Physics of Dusty Plasmas(American Institute of Physics)  1998年 

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    記述言語:日本語

  22. Bifurcation-Transition Dynamics in Solar Coronal Plasma

    ( 担当: 単著)

    Observational Plasma Astrophysics : Five Years of Yohkoh and Beyond(Kluwer Academic)  1998年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  23. Wave Propagation in 2-Fluid Dusty Plasma System(共著)

    ( 担当: 単著)

    Physics of Dusty Plasmas(American Institute of Physics)  1998年 

     詳細を見る

    記述言語:日本語

  24. Simulation Study on Magneto-Gravity Instabilities in Magnetic Shear Field(共著)

    ( 担当: 単著)

    Observational Plasma Astrophysics : Five Years of Yohkoh and Beyond(Kluwer Academic)  1998年 

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    記述言語:日本語

  25. Simulation Study on Magneto-Gravity Instabilities in Magnetic Shear Field(共著)

    ( 担当: 単著)

    Observational Plasma Astrophysics : Five Years of Yohkoh and Beyond(Kluwer Academic)  1998年 

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    記述言語:日本語

  26. Bifurcation-Transition Dynamics in Solar Coronal Plasma

    ( 担当: 単著)

    Observational Plasma Astrophysics : Five Years of Yohkoh and Beyond(Kluwer Academic)  1998年 

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    記述言語:日本語

  27. Bifurcation and Stability of the coronal magnetic field

    ( 担当: 単著)

    Proc. the IAU Colloquium No. 153, Phenomena in the Solar Atmosphere, Klucner Academic  1995年 

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    記述言語:日本語

  28. Bifurcation and Stability of the coronal magnetic field

    ( 担当: 単著)

    Proc. the IAU Colloquium No. 153, Phenomena in the Solar Atmosphere, Klucner Academic  1995年 

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    記述言語:日本語

  29. Simulation Study of Self-Sustainment Mechanism for the Reversed-Field Pinch Confeguration

    ( 担当: 単著)

    Edi trice Composition  1989年 

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    記述言語:日本語

  30. Simulation Study of Self-Sustainment Mechanism for the Reversed-Field Pinch Confeguration

    ( 担当: 単著)

    Edi trice Composition  1989年 

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    記述言語:日本語

  31. Simulation Study of Relaxation Processes in Toroidal Plasmas

    ( 担当: 単著)

    World Scientific  1987年 

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    記述言語:日本語

  32. Simulation Study of Relaxation Processes in Toroidal Plasmas

    ( 担当: 単著)

    World Scientific  1987年 

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    記述言語:日本語

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MISC 122

  1. 太陽活動による地球環境変動の解明 招待有り 査読有り

    草野完也, 堀田英之  

    日本シミュレーション学会誌「シミュレーション」39 巻 ( 2 )   2020年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

  2. 宇宙線による雲凝結核生成について複数線源での検証実験(6)

    鈴木 麻未, 増田 公明, さこ 隆志, 伊藤 好孝, 松見 豊, 中山 智喜, 上田 紗也子, 三浦 和彦, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集71 巻 ( 0 ) 頁: 382 - 382   2016年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>近年、宇宙線量と地球の低層雲量の間の相関関係が指摘されている。本研究では、チャンバー実験によってこの関係性をみる。自然大気に近い組成を再現した空気をチャンバー内に流入し、太陽紫外線に見立てたUV光および宇宙線に見立てた放射線源を照射し、雲凝結核の素となる新粒子生成を確認する。本発表では、中性子と陽子の電離損失の違いに着目して行った実験結果について議論する。</p>

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_382

  3. 宇宙・地球表層・地球内部の相関モデリング

    草野 完也, 島 伸一郎  

    Annual report of the earth simulator   頁: 95 - 98   2015年4月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Center for Earth Information Science and Technology, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology  

    CiNii Books

  4. 22pDK-8 宇宙線による雲凝結核生成促進について複数線源での検証実験(4)

    鈴木 麻未, 草野 完也, 増田 公明, 竹内 雄也, さこ 隆志, 伊藤 好孝, 松見 豊, 中山 智喜, 上田 紗也子, 三浦 和彦  

    日本物理学会講演概要集70 巻 ( 0 ) 頁: 453 - 453   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.70.1.0_453

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  5. 小特集 宇宙気候学 2. 宇宙気候学の現状と課題 招待有り

    草野完也  

    プラズマ核融合学会誌90 巻 ( 2 ) 頁: 107 - 111   2014年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

    太陽の周期的活動およびその長期変動が地球気候に影響を与えていることを示唆する観測データは少なくない.しかし,太陽放射,太陽風,太陽高エネルギー粒子,銀河宇宙線など太陽活動に関係する物理過程の何がどのような物理機構を通してそうした変動を生み出し得るかは未だに十分解明されていない.地球環境の長期変動メカニズムを明らかにすると共に環境変動の予測を高めるためにも,自然起源の環境変動に重要な役割を果たす太陽と地球の関係を理解することが求められている.そのためには太陽活動の詳細な理解と宇宙と地球環境を一体として扱う新しい科学的視点が求められる.本章では宇宙気候学の現状と共に今後の研究課題について議論する.

    CiNii Books

    その他リンク: http://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/10459105

  6. 太陽活動の長期変動 (小特集 宇宙気候学) -- (太陽活動と地球環境変動)

    草野 完也  

    プラズマ・核融合学会誌90 巻 ( 2 ) 頁: 112 - 115   2014年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

    太陽黒点活動にはSchwabeサイクルと呼ばれる約11年の周期変動と様々な長期変動があることがわかっている.特に,17世紀のマウンダー極小期に代表される大極小期は地球気候にも少なくない影響を与えたことが示唆されている.しかし,太陽黒点の周期活動と長期変動のメカニズムは未だに十分理解されていない.太陽表面の振動から太陽内部の状態を再現する日震学の進展とコンピュータによる数値モデルの発達により,太陽活動の基本的な性質を説明すると共にこれを予測する試みが進みつつある.

    CiNii Books

    その他リンク: http://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/10459106

  7. 小特集 宇宙気候学 1. はじめに 招待有り

    草野 完也, 長谷川 裕記  

    プラズマ・核融合学会誌90 巻 ( 2 ) 頁: 105 - 106   2014年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  8. エアロゾル生成率の増加が引き起こす積雲-層雲転移に関する予備的数値実験 (雲とエアロゾルをつなぐ観測とモデリング) -- (数値モデルで観る雲・エアロゾル相互作用)

    島 伸一郎, 長谷川 晃一, 草野 完也  

    低温科学72 巻   頁: 249 - 264   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University  

    洋上の浅い層積雲にエアロゾルと雲の相互作用が及ぼす影響を, 持続的にエアロゾルが形成される理想化された気象システムの数値計算により調べる. 雲微物理過程の数値計算には超水滴法を使い, エアロゾル・雲粒・降水粒子のふるまいを統一的に計算する.大気流体場は準圧縮近似の下で音波モードとそれ以外を分割して数値計算する. 初期のエアロゾル数密度によらず系は数日後にある定常状態に落ち着くこと, その定常状態はエアロゾル生成率が大きくなるに伴い積雲から層雲に転移することを見る. 今回のモデルでは, 気相や液相での化学反応までは考慮していないためエアロゾルと雲の相互作用が完全に表現できてはおらず, また数値計算も鉛直2次元で行うため, この結果はあくまで予備的なものである.The influence of aerosol-cloud interactions on the behavior of marine stratocumulus is investigated through numerical simulations of an idealized meteorological system in which aerosols are formed continuously. The super-droplet method is used for the simulation of cloud microphysical processes, with which the time evolution of aerosol/cloud/precipitation particles is calculated in a unified manner. For the simulation of atmospheric fluid dynamical processes, the quasi-compressible approximation and the sound mode splitting method are applied. The system gradually evolves to reach its final steady state in a few days, which is irrelevant to the initial number density of aerosols. A transition of the final steady state from cumuli to strati occurs when the aerosol formation rate is increased. Because the chemical reaction in the gas phase and the liquid phase is not incorporated, the model is not detailed enough to describe aerosol-cloud interactions. Further, the numerical simulations are performed in two dimensions. For these reasons, the results obtained are still all preliminary

    CiNii Books

    その他リンク: http://hdl.handle.net/2115/55063

  9. 1.はじめに(<小特集>宇宙気候学)

    草野 完也, 長谷川 裕記  

    プラズマ・核融合学会誌90 巻 ( 2 ) 頁: 105 - 106   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

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  10. 6.おわりに : 宇宙気候学の将来展望(<小特集>宇宙気候学)

    草野 完也  

    プラズマ・核融合学会誌90 巻 ( 2 ) 頁: 146 - 147   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

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  11. 宇宙・地球表層・地球内部の相関モデリング

    草野 完也, 大淵 済, 島 伸一郎  

    Annual report of the Earth Simulator Center   頁: 103 - 107   2013年4月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Earth Simulator Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology  

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  12. 26aEA-12 太陽ダイナモ周期活動の対称性に関するシミュレーション研究(26aEA 領域2,地球電磁気・地球惑星圏学会,日本天文学会合同 プラズマ宇宙物理(3学会合同セッション:MHD,流体現象),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    宿谷 大志, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集68 巻 ( 1 ) 頁: 257 - 257   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  13. 26pEA-2 太陽フレアの発生機構とその予測可能性(26pEA 領域2,地球電磁気・地球惑星圏学会,日本天文学会合同 プラズマ宇宙物理(3学会合同セッション:MHD,流体現象),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    草野 完也, 伴場 由美, 山本 哲也, 飯田 佑輔, 鳥海 森, 浅井 歩  

    日本物理学会講演概要集68 巻 ( 1 ) 頁: 263 - 263   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  14. 26pEA-10 高磁気レイノルズ数プラズマにおける磁気リコネクションのシミュレーション研究(26pEA 領域2,地球電磁気・地球惑星圏学会,日本天文学会合同 プラズマ宇宙物理(3学会合同セッション:乱流,輸送,非線形現象),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    中坊 孝司, 草野 完也, 三好 隆弘, Vekstein Grigory  

    日本物理学会講演概要集68 巻 ( 1 ) 頁: 265 - 265   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  15. 29aEA-1 完全圧縮性二流体プラズマモデルに対する数値解法の検討(29aEA 領域2,地球電磁気・地球惑星圏学会,日本天文学会合同 プラズマ宇宙物理(3学会合同セッション:シミュレーション技法,ダスト(コンプレックス)プラズマ・弱電離プラズマ),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    三好 隆博, 松本 洋介, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集68 巻 ( 1 ) 頁: 297 - 297   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  16. 小特集 俯瞰と展望:磁気リコネクション研究の最前線 2. 高速リコネクション機構の最新研究 2.5 三次元磁場構造が引き起こす爆発的現象

    草野完也, 小野 靖  

    プラズマ核融合学会誌11 巻   頁: 780 - 783   2013年

  17. GEMSIS-Sun第2フェーズの最近の活動

    MASUDA Satoshi, KUSANO Kanya, MATSUBARA Yutaka, MIYOSHI Yoshizumi, IMADA Shinsuke, YAMAMOTO Tetsuya, ASAI Ayumi, MINOSHIMA Takashi, INOUE Satoshi, SHIOTA Daikou, WATANABE Kyoko  

    日本天文学会年会講演予稿集2013 巻   2013年

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  18. 26pYC-11 修正HLLD近似リーマン解放の開発(26pYC 領域2,宇宙線・宇宙物理領域,領域11合同招待講演 プラズマ宇宙物理・プラズマ基礎(流体・衝撃波・リコネクション),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    三好 隆博, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集67 巻 ( 1 ) 頁: 276 - 276   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  19. 超水滴法の挑戦--雲微物理過程のシミュレーション (特集 雲--豊饒なる非線形科学の世界)

    島 伸一郎, 草野 完也  

    科学80 巻 ( 9 ) 頁: 929 - 933,898   2010年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:岩波書店  

    CiNii Books

  20. 新数値モデリングで迫る太陽フレア粒子加速機構

    簑島 敬, 増田 智, 三好 由純, 草野 完也  

    天文月報103 巻 ( 9 ) 頁: 552 - 560   2010年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本天文学会  

    CiNii Books

  21. 太陽活動の理解のための観測と地上実験の相互連携(<小特集>地上の星)

    草野 完也, Kanya KUSANO, 名古屋大学太陽地球環境研究所:独立行政法人海洋研究開発機構, Solar-Terrestrial Environment Laboratory Nagoya University  

    ながれ : 日本流体力学会誌 = Journal of Japan Society of Fluid Mechanics28 巻 ( 5 ) 頁: 381 - 389   2009年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    CiNii Books

    その他リンク: https://projects.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=376745

  22. おわりに

    草野 完也  

    プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research85 巻 ( 9 ) 頁: 611 - 615   2009年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

    CiNii Books

  23. 27aSA-4 静穏時オーロラの巨視的アーク構造形成における微視的不安定性の効果(27aSA プラズマ宇宙物理(シミュレーション技法),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    長谷川 裕記, 杉山 徹, 陰山 聡, 大野 暢亮, 廣瀬 重信, 草野 完也, 佐藤 哲也  

    日本物理学会講演概要集64 巻 ( 1 ) 頁: 191 - 191   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  24. 27pSA-8 宇宙天気モデリング : コロナ質量放出の惑星間空間伝播(27pSA プラズマ宇宙物理(MHD現象:宇宙天気・モデリングと観測),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    片岡 龍峰, 草野 完也, 塩田 大幸, 井上 諭  

    日本物理学会講演概要集64 巻 ( 1 ) 頁: 200 - 200   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  25. 27pSA-5 宇宙天気モデリング : 太陽活動領域磁場の再現(27pSA プラズマ宇宙物理(MHD現象:宇宙天気・モデリングと観測),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    井上 諭, 塩田 大幸, 草野 完也, 片岡 龍峰, 浅野 栄治, 松本 琢磨, 三好 隆博, 真柄 哲也, 山本 哲也, 荻野 竜樹, 柴田 一成  

    日本物理学会講演概要集64 巻 ( 1 ) 頁: 199 - 199   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  26. 27pSA-4 宇宙天気モデリング : 課題と予測可能性について(27pSA プラズマ宇宙物理(MHD現象:宇宙天気・モデリングと観測),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    草野 完也, 塩田 大幸, 井上 諭, 片岡 龍峰, 松本 琢磨, 浅野 栄治, 山本 哲也, 荻野 瀧樹, 柴田 一成  

    日本物理学会講演概要集64 巻 ( 1 ) 頁: 199 - 199   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  27. 28pSP-14 太陽フレアにおける粒子加速・輸送(28pSP プラズマ宇宙物理(粒子加速,加熱,相対論プラズマ),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    簑島 敬, 増田 智, 三好 由純, 山本 哲也, 草野 完也, 井上 諭  

    日本物理学会講演概要集64 巻 ( 1 ) 頁: 227 - 227   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  28. 積雲内部における光の多重散乱過程の3次元的な解析手法

    荒木文明, 大野暢亮, 島伸一郎, 川原慎太郎, 草野完也  

    計算工学講演会論文集14 巻 ( 1 )   2009年

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  29. 物理ベースレンダリング手法を用いた超水滴データの可視化

    荒木 文明, 島 伸一郎, 川原 慎太郎, 草野 完也  

    可視化情報学会誌. Suppl.28 巻 ( 1 ) 頁: 439 - 440   2008年7月

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    記述言語:日本語  

    CiNii Books

  30. 超水滴法による雲形成シミュレーションの粒子ベース可視化

    川原 慎太郎, 荒木 文明, 島 伸一郎, 草野 完也  

    計算工学講演会論文集13 巻 ( 2 ) 頁: 869 - 872   2008年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本計算工学会  

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  31. 超水滴法を用いた雲形成シミュレーションにおける雲の物理ベース描画手法

    荒木 文明, 島 伸一郎, 川原 慎太郎, 草野 完也  

    計算工学講演会論文集13 巻 ( 2 ) 頁: 865 - 868   2008年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本計算工学会  

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  32. 24aQE-4 静穏時オーロラアークの連結階層シミュレーション2(プラズマ宇宙物理,領域2,プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理)

    長谷川 裕記, 杉山 徹, 陰山 聡, 廣瀬 重信, 草野 完也, 渡邉 圀彦, 佐藤 哲也  

    日本物理学会講演概要集63 巻 ( 1 ) 頁: 227 - 227   2008年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  33. 24aQE-5 太陽フレア爆発とコロナ質量放出のデータ駆動型シミュレーション(プラズマ宇宙物理,領域2,プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理)

    草野 完也, 井上 諭, 塩田 大幸, 片岡 龍峰, 浅野 栄治, 松本 琢磨, 柴田 一成  

    日本物理学会講演概要集63 巻 ( 1 ) 頁: 227 - 227   2008年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  34. 次世代電磁流体計算法の開発 : 磁場発散除去法について(宇宙・惑星(4),一般講演)

    三好 隆博, 草野 完也, 深沢 圭一郎, 松本 洋介, 梅田 隆行, 杉山 徹, 寺田 直樹, 加藤 雄人, 中村 琢磨, 篠原 育  

    日本流体力学会年会講演論文集2008 巻   頁: 388 - 388   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    Toward peta-scale computing era, a next-generation MHD solver that is accurate and robust enough for any parameter regimes from almost incompressible turbulences to hypersonic flows should be developed. One of the key techniques for the next-generation solver must be a divergence cleaning method for the magnetic filed, which primarily affects the robustness of the multidimensional MHD solver particularly in high-resolution simulations. In this paper, several divergence cleaning methods including new methods are comparatively studied based on the HLLD Riemann solver.

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  35. 連結階層シミュレーションによる静穏時オーロラアークの研究

    長谷川 裕記, 杉山 徹, 陰山 聡, 廣瀬 重信, 草野 完也, 渡邉 國彦, 佐藤 哲也  

    理論応用力学講演会 講演論文集57 巻   頁: 214   2008年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)   出版者・発行元:日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」  

    磁気圏-電離層結合系で生じるマクロ不安定性を計算する電磁流体コードと、磁気圏から電離層へ流入する電子によるミクロ不安定性を計算する粒子コードを連結したシミュレーションモデルにより、静穏時オーロラアーク形成の物理過程について調べた。その結果、フィードバック不安定性[1]により、アーク構造が形成される様子が観測された。さらに、粒子モデル計算で得られた加速電子のエネルギースペクトルから、大気分子励起による発光強度を算出し、オーロラアーク発光までいたる物理過程の再現をおこなった。
    [1] T. Sato, J. Geophys. Res., 83, 1042, 1978.

    DOI: 10.11345/japannctam.57.0.214.0

  36. 太陽地球環境結合システムの連結階層シミュレーション

    草野 完也, 塩田 大幸, 井上 諭, 片岡 龍峰, 杉山 徹, 浅野 栄治, 松本 琢磨, 三好 隆博, 島 伸一郎, 荻野 瀧樹, 柴田 一成  

    理論応用力学講演会 講演論文集57 巻 ( 0 ) 頁: 216 - 216   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:National Committee for IUTAM  

    太陽活動は地球環境に様々な影響を及ぼす。例えば、太陽系最大の爆発である太陽フレアとコロナ質量放出(CME)は地球近傍の電磁環境を乱すことが知られており、こうした宇宙天気現象の予測技術の開発は衛星システムの維持管理などの視点から求められている。一方、太陽黒点活動が地球の平均気温に影響していることは古くから指摘されており、宇宙と地球環境の関係(宇宙気候)の理解は地球環境の予測のためにも重要な課題である。本研究では、宇宙天気・宇宙気候現象における複雑な物理過程を複数の数値モデルの連結でとらえる連結階層シミュレーション研究の試みについて、その現状と展望を議論する。

    DOI: 10.11345/japannctam.57.0.216.0

  37. 宇宙天気予報の基礎研究としての太陽地球システム連結階層モデリング1(宇宙・惑星(2),一般講演)

    塩田 大幸, 草野 完也, 井上 諭, 浅野 栄治, 松本 琢磨, 片岡 龍峰, 三好 隆博, 荻野 竜樹, 柴田 一成  

    日本流体力学会年会講演論文集2008 巻   頁: 382 - 382   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    We have recently developed a new interlocked MHD model of the Sun-Earth system, in order to understand the relationship between solar and geomagnetic storms, and to predict space weather phenomena. In this paper, we introduce the entire design of the new model, and show the preliminary results of numerical experiments for early phase of a solar storm.

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  38. 宇宙天気予報の基礎研究としての太陽地球システム連結階層モデリング2(宇宙・惑星(2),一般講演)

    浅野 栄治, 松本 琢磨, 塩田 大幸, 井上 諭, 草野 完也, 片岡 龍峰, 荻野 竜樹, 三好 隆博, 柴田 一成  

    日本流体力学会年会講演論文集2008 巻   頁: 383 - 383   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    We have recently developed a new interlocked MHD modeling of the Sun-Earth system to understand the relationship between solar and geomagnetic storms, and to predict the associated space weather phenomena. In this study, we report our modeling results of the global solar wind structures including the propagation of a coronal mass ejection.

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  39. S-87 雲形成と宇宙線 : 連結階層シミュレーションによるアプローチ((10)地球温暖化は悪いのか?,口頭発表,シンポジウム)

    草野 完也  

    日本地質学会学術大会講演要旨114 巻   頁: 45 - 45   2007年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本地質学会  

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  40. 講座 高速プラズマ流と衝撃波の研究事始め 4.宇宙における高速流と衝撃波研究の最前線 4.2 太陽フレアにおける高速流とスローショック

    草野完也  

    プラズマ核融合学会誌83 巻 ( 4 ) 頁: 372 - 377   2007年4月

  41. 講座 高速プラズマ流と衝撃波の研究事始め 3.高速プラズマ流を伴う計算機シミュレーションの基礎

    三好隆博, 草野完也  

    プラズマ核融合学会誌83 巻 ( 3 ) 頁: 228 - 240   2007年3月

  42. 18pQC-11 静穏時オーロラアークの連結階層シミュレーション(プラズマ宇宙物理(宇宙プラズマ・天体プラズマ),領域2,原子・分子,量子エレクトロニクス,放射線物理)

    長谷川 裕記, 杉山 徹, 陰山 聡, 廣瀬 重信, 草野 完也, 渡邉 國彦, 佐藤 哲也  

    日本物理学会講演概要集62 巻 ( 1 ) 頁: 189 - 189   2007年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  43. 超水滴法による雲形成シミュレーションの可視化

    川原慎太郎, 荒木文明, 島伸一郎, 草野完也  

    数値流体力学シンポジウム講演論文集(CD-ROM)21st 巻   2007年

     詳細を見る

  44. B455 超水滴法による雲 : エアロゾル相互作用の評価に向けた試み(雲物理)

    島 伸一郎, 草野 完也, 荒木 文明, 川原 慎太郎  

    大会講演予講集91 巻   頁: 120 - 120   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本気象学会  

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  45. 中性流体及び電磁流体に対するカーバンクルフリーHLL型近似リーマン解法(宇宙流体(2),一般講演)

    三好 隆博, 草野 完也  

    日本流体力学会年会講演論文集2007 巻   頁: 86 - 86   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    A carbuncle-free multi-state Harten-Lax-van Leer (HLL)-type approximate Riemann solver for HD and MHD is newly proposed. From phenomenological consideration for numerical shock instabilities like a carbuncle phenomenon, we guess that the instabilities may appear when a numerical viscosity is insufficient for a shear wave rather than for a contact wave. In this study, the numerical viscosity for the tangential momentum is selectively added assuming the single-state tangential velocity in the Riemann fan. The new solver can be effectively embedded into the higher HLLC and HLLD Riemann solver using the usual shock-fix algorithm.

    CiNii Books

  46. 超水滴法を用いた雲形成・降雨シミュレーションの可視化

    川原慎太郎, 荒木文明, 島伸一郎, 杉山徹, 河野明男, 廣瀬重信, 草野完也  

    可視化情報学会誌26 巻 ( Suppl.2 ) 頁: 27 - 28   2006年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Visualization Society of Japan  

    Cloud formations and precipitation are highly-complicated phenomena, and the accurate modeling of them is a crucial subject for meteorological simulations. Recently, we developed a new algorithm, which enables the first-principle simulation of cloud formation process, by introducing a new numerical concept called "super-droplet".<BR>In this paper, we report about the visualization of the cloud formation-precipitation simulation using the super-droplet method. The technique to visualize the distribution of all droplets included in a cumulus cloud will be explained, and some application results of it will be also presented for the analysis of droplet size spectrum, cloud motion, and the optical property of cloud, respectively.

    DOI: 10.3154/jvs.26.Supplement2_27

    J-GLOBAL

  47. 超水滴法を使った連結階層型雲シミュレーションの可視化

    荒木文明, 島伸一郎, 川原慎太郎, 草野完也  

    可視化情報学会誌26 巻 ( Suppl.1 ) 頁: 87 - 90   2006年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:可視化情報学会  

    DOI: 10.3154/jvs.26.Supplement1_87

    CiNii Books

    J-GLOBAL

  48. 30aUC-4 背景一様流中における双曲型単磁極除去法(30aUC プラズマ宇宙物理,領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    三好 隆博, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集61 巻 ( 1 ) 頁: 235 - 235   2006年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  49. AM06-13-009 超水滴法による雲形成と降水現象の数値シミュレーション(大気・海洋・惑星の流れ(2),一般講演)

    島 伸一郎, 荒木 文明, 川原 慎太郎, 草野 完也  

    日本流体力学会年会講演論文集2006 巻   頁: 160 - 160   2006年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    We develop a novel cloud microphysics model, called Super Droplet Model (SDM), which enables accurate calculation for the motion, growth by condensation and evaporation, and coalescence of all the droplets in a cloud with reasonable cost in computation. We couple SDM and a non-hydrostatic cloud dynamics model and demonstrate a regional simulation of cloud formation and precipitation.

    CiNii Books

  50. C208 超水滴法による雲微物理過程の精密な数値シミュレーション(降水システムII)

    島 伸一郎, 草野 完也, 荒木 文明, 川原 慎太郎  

    大会講演予講集89 巻   頁: 176 - 176   2006年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本気象学会  

    CiNii Books

  51. AM06-19-007 太陽コロナ全球3次元MHDシミュレーションコード開発(宇宙流体(2),一般講演)

    塩田 大幸, 草野 完也, 三好 隆博, 西川 憲明, 柴田 一成  

    日本流体力学会年会講演論文集2006 巻   頁: 282 - 282   2006年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    We developed a new three-dimensional Magnetohydrodynamic (MHD) code for global simulation of coronal mass ejections in the solar corona. In this code, ideal MHD equations with gravity are solved by finite volume method with the monotonic upstream schemes for conservation laws (MUSCL) which achieves 3rd order spatial resolution, the HLLD nonlinear approximate Riemann solver, and the 2nd order Runge-Kutta time integration. An initial condition is built up with magneto-hydrostatic equilibrium of source surface potential field.

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  52. AM06-19-006 宇宙プラズマにおけるMHD-PIC連結階層シミュレーションモデル(宇宙流体(2),一般講演)

    杉山 徹, 草野 完也  

    日本流体力学会年会講演論文集2006 巻   頁: 281 - 281   2006年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    A fluid description of plasmas is useful to investigate the global structure in space plasma, such as the magnetosphere and heliosphere. It can reproduce the time evolution of macroscopic variations of density, bulk velocity and pressure. On the other hand, the microscopic dynamics of plasmas should be described by spatial and velocity distribution in the phase space. Wave-particle interaction process is the typical example for the application of the microscopic description. For these micro- and macroscopic description, different kinds of numerical approach may work well, respectively, e.g. MHD simulation for the macroscopic phenomena and PIC simulation for microscopic process. However, it is widely accepted that the cross-scale interaction between micro and macro processes plays a crucial role, for instance, in the diffusion region in the magnetic reconnection process. Therefore, a new model which can treat MHD-scale dynamics including particle kinetic effects is necessary. We have developed the new simulation method called "Interlocked simulation", in which MHD and PIC simulations are simultaneously performed. Here, we show its algorithm and some examples.

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  53. 太陽コロナの磁気ヘリシティー

    草野 完也  

    天文月報99 巻 ( 1 ) 頁: 7 - 17   2005年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本天文学会  

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  54. 25aXA-11 理想磁気流体力学方程式に対する非線形近似リーマン解法(プラズマ宇宙物理(原子過程・観測・計測2/MHD現象1),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    三好 隆博, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集60 巻 ( 1 ) 頁: 210 - 210   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  55. 25pXA-11 太陽フレア発生過程における相互駆動型3次元リコネクション(プラズマ科学(MHD現象2),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    草野 完也  

    日本物理学会講演概要集60 巻 ( 1 ) 頁: 220 - 220   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  56. 26pXA-11 回転疎殻熱対流による双極子磁場反転機構のシミュレーション研究II(プラズマ宇宙物理(MHD現象3),領域2(プラズマ基礎・プラズマ科学・核融合プラズマ・プラズマ宇宙物理))

    西川 憲明, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集60 巻 ( 1 ) 頁: 233 - 233   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

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  57. AM05-08-008 太陽における浮上磁気チューブとコロナアーケード磁場との3次元リコネクション(宇宙流体2,一般講演)

    能登谷 瞬, 横山 央明, 草野 完也, 桜井 隆, 宮腰 剛広, 磯部 洋明, 山本 哲也  

    日本流体力学会年会講演論文集2005 巻   頁: 115 - 115   2005年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

    We performed three-dimensional numerical simulations of the emergence of magnetic flux from the convectiove zone into the corona and its reconnection with a preexisting ambient coronal arcade field. Initially the flux tube in the convective zone is perturbed and becomes unstable to the Parker instability. The instability causes the rise and the expansion of the flux tube into the corona and the field comes into contact with the arcade field. When the upcoming field and the coronal arcade field generate current sheets between them, the reconnection occurs, causing profound changes in their connectivity. The local heating and the high-speed outflows caused by the reconnection can be seen in our simulations. We investigate how the changes in the angle of the arcade relative to the magnetic neutral line, lead to the different physical processes.

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  58. 27aXH-8 シアー流中のダストプラズマ粒子の挙動に関する2次元シミュレーョン(プラズマ宇宙物理)(領域2)

    高石 武史, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集59 巻 ( 1 ) 頁: 212 - 212   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  59. 22aTQ-7 回転球殻熱対流による双極子磁場反転機構のシミュレーション研究

    西川 憲明, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集58 巻 ( 2 ) 頁: 238 - 238   2003年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  60. 28aYJ-11 磁気圏システムにおける磁気ヘリシティー入射

    三好 隆博, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集58 巻 ( 1 ) 頁: 210 - 210   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  61. Relation between magnetic helicity injection and flare activities in active region NOAA 8100

    T Yokoyama, K Kusano, T Maeshiro, T Sakurai  

    MAGNETIC HELICITY AT THE SUN, IN SOLAR WIND AND MAGNETOSPHERES: VISTAS FROM X-RAY OBSERVATORIES32 巻 ( 10 ) 頁: 1949 - 1952   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    The analysis of the magnetic helicity injection into active region NOAA 8100 is shown. This region is known as a source of many coronal activities such as flares. It is found that most of the flare events occurred about half a day after the helicity injection rate changed its sign. And the positions of Ha emission in flares well correspond to the helicity inversion lines in space. These results suggest that the sign-reversal of the helicity injection rate is a key signature of flare activities. (C) 2003 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0273-1177(03)00773-7

    Web of Science

  62. 天体プラズマ現象における多階層シミュレーション研究の展望 : 太陽磁気リコネクション現象の多階層性とシミュレーション

    草野 完也  

    プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research79 巻 ( 5 ) 頁: 496 - 503   2003年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research  

    Although magnetic reconnection is believed to be a key process in solar flares, the flares' triggering mechanism remains a long-standing problem. In order to resolve this issue, the physical linkage between the magnetohydrodynamic (MHD) process in the macroscopic scale and the plasma kinetics in the microscopic scale has to be understood. Multiple-scale simulation, which can precisely describe the nonlinear process of the MHD equations as well as the complexity in the solar corona, will play a crucial role in this field of study.

    DOI: 10.1585/jspf.79.496

    CiNii Books

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00229591198?from=CiNii

  63. Measurement of magnetic helicity flux into the solar corona

    K Kusano, T Maeshiro, T Yokoyama, T Sakurai  

    MAGNETIC HELICITY AT THE SUN, IN SOLAR WIND AND MAGNETOSPHERES: VISTAS FROM X-RAY OBSERVATORIES32 巻 ( 10 ) 頁: 1917 - 1922   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    We developed a new methodology which can determine magnetic helicity flux across the photosphere based on the magnetograph observation. In order to derive the helicity flux, first the velocity tangential to the solar surface is constructed by applying a correlation tracking technique on the magnetic observation, and secondly the velocity component across the photosphere is derived from the condition that the magnetic evolution must be consistent with the induction equation. Through this procedure, we can determine the helicity flow across the photosphere as a function of time and space. Based on this new method, we analyzed magnetic helicity of the active regions NOAA 906 and 9077, using the data taken by SOHO/MDI and the vector magnetograph at NAOJ/Tokyo. As a result, it was revealed that positive and negative helicity is supplied in each region simultaneously. In particular, temporary activation of the helicity injection of the both signs was observed prior to X-class flare events in the GOES classification. The investigation on the helicity distribution suggests some relationship between flare onset and the increase of complexity in the helicity structure. (C) 2003 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0273-1177(03)00772-5

    Web of Science

  64. Annihilation of magnetic helicity: A new model for solar flare onset

    K Kusano, T Yokoyama, T Maeshiro, T Sakurai  

    MAGNETIC HELICITY AT THE SUN, IN SOLAR WIND AND MAGNETOSPHERES: VISTAS FROM X-RAY OBSERVATORIES32 巻 ( 10 ) 頁: 1931 - 1936   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    Although magnetic reconnection is believed to be a key process for solar flares, the onset mechanism of flares remains as a long-standing problem. In this paper, we propose a new model for solar flares, in which magnetic reconnection converts oppositely-sheared field into the shear-free field. This process can be understood as the annihilation of magnetic helicities with, different signs, and it is consistent with the recent results of the helicity observations. Numerical simulations were carried, which show that, if the helicity is sharply, reversed within a magnetic arcade, reconnection quickly grows in the helicity inversion layer, driving explosive dynamics. The explosive process appears as a result of nonlinear instability, which grows faster than exponentially with time. Based on the results, we predict that the coexistence of the positive and negative helicity is crucial for the onset of flares. (C) 2003 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/S0273-1177(03)00765-8

    Web of Science

  65. 宇宙プラズマのMHD現象を理解するには

    草野 完也  

    プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research77 巻 ( 7 ) 頁: 691 - 697   2001年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:プラズマ・核融合学会  

    Magnetohydrodynamics (MHD) provide a very important model for our understanding of the structure and evolution of space and astronomical plasmas, such as the Sun, solar corona, and planetary magnetosphere. This paper outlines two key concepts, reconnection and dynamo, those play an essential role in the energetic activity of a variety of astronomical and space plasmas.

    CiNii Books

    その他リンク: http://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/10454465

  66. The Useful Model Called MHD 6. MHD in Astronomical Plasmas

    Journal of Plasma and Fusion Research77 巻 ( 7 ) 頁: 691   2001年

  67. Spontaneous Variation in a Rotating Magnetosphere

    J. Plasma Fusion Res. Series4 巻   頁: 536 - 539   2001年

  68. INTERNATIONAL ASTRONOMICAL UNION SYMPOSIUM 203, Recent Insights into the Physics of the Sun and Heliosphere, Highlights from SOHO and Other Space Missions

    The Astronomical Society of the Pacific   頁: 195 - 198   2001年

  69. 25pZE-5 回転球殻中における熱対流と層状流形成の数値シミュレーション

    西川 憲明, 草野 完也  

    日本物理学会講演概要集55 巻 ( 1 ) 頁: 271 - 271   2000年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  70. 26pYN-8 3次元磁気アーケードにおけるヘリシティ輸送ダイナミクス

    草野 完也  

    日本物理学会講演概要集54 巻 ( 2 ) 頁: 179 - 179   1999年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  71. Stability Analysis of Wave Propagation in 2-Fluid Dusty Plasma System

    J. Plasma Fusion Res. Series2 巻   頁: 177 - 179   1999年

  72. Magnetic Helicity in Space and Laboratory Plasmas, Geophysical Monograph 111

    the American Geophysical Union   頁: 149 - 156   1999年

  73. 26p-C-2 太陽フレア : 高温プラズマにおけるカタストロフィ

    草野 完也  

    日本物理学会講演概要集53 巻 ( 2 ) 頁: 948 - 948   1998年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  74. Introduction to Plasma Computer Simulation V 6. Introduction to MHD Simulation

    Journal of Plasma and Fusion Research74 巻 ( 9 ) 頁: 1030   1998年

  75. 太陽フレアの機構を探る - 磁気再結合とエネルギー遷移 -

    草野 完也, 常田 佐久  

    日本物理學會誌53 巻 ( 9 ) 頁: 656 - 662   1998年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    太陽観測衛星「ようこう」によって, 太陽フレアがプラズマ閉じ込め実験におけるエネルギー解放過程と同様に, 磁気再結合(磁気リコネクション)を通して発生することが観測的に初めてつきとめられた. 一方, 電磁流体力学的最小エネルギー原理に基づいた解の分岐理論によって, 太陽フレアの発生機構を実験室プラズマと共通する枠組の中で理解することができるようになった. 太陽フレアは, 局所的なエネルギー散逸を通して引き起こされる高温プラズマ中のエネルギー遷移過程である. 天文学的興味のみならず, 高温プラズマの一般的性質を知る手掛かりとして太陽フレアは再認識されつつある.

    DOI: 10.11316/butsuri1946.53.656

    CiNii Books

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00056151794?from=CiNii

  76. Physics of Dusty Plasmas: Seventh Workshop

    The Americal Institute of Physics   頁: 111 - 115   1998年

  77. Observational Plasma Astrophysics: Five Years of Yohkoh and Beyond

    Kluwer Acadamic Publichers   頁: 185 - 186   1998年

  78. Observational Plasma Astrophysics: Five Years of Yohkoh and Beyond

    Kluwer Acadamic Publichers   頁: 331 - 332   1998年

  79. Nonlinear magnetohydrodynamics in solar flares

    K Kusano, K Nishikawa, Y Suzuki  

    JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY31 巻   頁: S210 - S213   1997年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:KOREAN PHYSICAL SOC  

    The nonlinear magnetohydrodynamics (MHD) in solar flares is considered using two dimensional numerical simulations. The results are analyzed based on the bifurcation theory of the linear force-free field [K. Kusano, et al., Astrophys. J. 441 942 (1995)]. The simulation results show that a transition from a loop type configuration into an island type configuration indeed takes place as the bifurcation theory predicted. The dependence of the transition dynamics on the resistivity is considered in detail.

    Web of Science

  80. Nonlinear magnetohydrodynamics in solar flares

    K Kusano, K Nishikawa, Y Suzuki  

    JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY31 巻   頁: S210 - S213   1997年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:KOREAN PHYSICAL SOC  

    The nonlinear magnetohydrodynamics (MHD) in solar flares is considered using two dimensional numerical simulations. The results are analyzed based on the bifurcation theory of the linear force-free field [K. Kusano, et al., Astrophys. J. 441 942 (1995)]. The simulation results show that a transition from a loop type configuration into an island type configuration indeed takes place as the bifurcation theory predicted. The dependence of the transition dynamics on the resistivity is considered in detail.

    Web of Science

  81. 高速回転する磁気圏の磁気流体力学シミュレーション

    三好 隆博, 草野 完也  

    年会一般講演16 巻   頁: 379 - 380   1997年7月

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    記述言語:日本語  

    CiNii Books

  82. 太陽コロナにおけるMHDエネルギー緩和機構

    草野 完也  

    年会一般講演16 巻   頁: 377 - 378   1997年7月

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    記述言語:日本語  

    CiNii Books

  83. Three-dimensional simulation study of the magnetohydrodynamic relaxation process in the solar corona .2.

    Y Suzuki, K Kusano, K Nishikawa  

    ASTROPHYSICAL JOURNAL474 巻 ( 2 ) 頁: 782 - &   1997年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:UNIV CHICAGO PRESS  

    Three-dimensional dynamics of solar coronal magnetic loops, which is caused by the photospheric twisting motion, is investigated in detail by using magnetohydrodynamic numerical simulations. It is found that, as a result of the rising of the magnetic loops, isolated flux tubes (plasmoids) are generated on top of the loops through magnetic reconnection. During the reconnection process, the magnetic energy of the mode coupled with the potential held is partially converted into the mode decoupled from it. We also analyze the linear stability of the coupled mode and reveal that it is destabilized when the loop height and the magnetic helicity exceed the critical values predicted from the bifurcation theory. Furthermore, we reveal that three-dimensional mode couplings have the effect of concentrating the helicity into an unstable mode, as well as the effect of reducing the growth rate of the instability.

    Web of Science

  84. 高速回転する磁気圏の3次元磁気流体シミュレーション

    三好 隆博, 草野 完也, 西川 恭治  

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会1996 巻 ( 4 ) 頁: 168 - 168   1996年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  85. シアを持つ磁束の磁気浮力不安定性

    森山 勝志, 草野 完也, 西川 恭治  

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会1996 巻 ( 4 ) 頁: 167 - 167   1996年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  86. 太陽コロナにおける磁気再結合の非線形ダイナミクス

    草野 完也, 西川 恭治  

    日本物理学会講演概要集. 秋の分科会1996 巻 ( 4 ) 頁: 167 - 167   1996年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  87. Bifurcation and stability of coronal magnetic arcades in a linear force-free field

    K Kusano, K Nishikawa  

    ASTROPHYSICAL JOURNAL461 巻 ( 1 ) 頁: 415 - 423   1996年4月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:UNIV CHICAGO PRESS  

    The bifurcation structure as well as the stability property of the solar coronal magnetic arcades in a linear force-free field (LFFF) is carefully investigated. It is clarified that two different modes can cause the bifurcation of the minimum energy arcade profile: the symmetric mode (SM), which has a zero wavevector, and the undulating mode (UM), which has a nonzero wavevector parallel to the magnetic neutral lines. Depending on the geometry and the magnetic helicity contained in the arcades, the minimum energy state is switched among three different solutions of the LFFF: the coupled solution (CS), which consists only of the components coupled with the potential held; the mixed solution (MS), which is composed of the CS and the SM; and the MS of the CS and the UM. It is found that, once the LFFF bifurcates into the CS and the MS, the CS is always unstable against the SM or the UM. Based on the discussion about the relationship between the excess energy and the growth rate, it is proposed that the preflare state is a nonlinearly growing stage of these instabilities rather than a metastable state.

    Web of Science

  88. Computer simulations of pulsed-laser induced coherent plasma oscillations in GaAs crystals

    T Ueda, K Kusano, M Sasaki, M Inoue  

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN65 巻 ( 3 ) 頁: 803 - 810   1996年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PHYSICAL SOC JAPAN  

    One-dimensional transport equations for pulsed-laser induced space-charge distributions in GaAs crystals have been computed using a finite difference procedure by two models; (a) Model A for i-GaAs with an applied dc electric field under a uniform illumination over the crystal and (b) Model B for n- and i-GaAs without the electric field under a half illumination to simulate the ''transient thermoelectric effect'' (TTE). With Model A, the temporal and spatial evolutions of restored space-charge density of photoexcited electrons and holes are obtained, from which an induced electric field is found to oscillate with a single frequency of plasma oscillations (0.3-2THz), in satisfactory agreement with reported experiments. Model B calculations have revealed that near the boundary between the illuminated and non-illuminated regions, the appreciable enhancement of space-charge densities and induced electric fields are observed, which diffuse or drift toward a positive x direction, showing characteristic damping oscillations with two frequency components f(0) due to the doped donor electrons and f(1) due to the doped and photoexcited electrons of plasma oscillations. Furthermore, the induced TTE voltages measured across both ends of the crystal without dc electric field are simulated to show similar coherent plasma oscillations.

    DOI: 10.1143/JPSJ.65.803

    Web of Science

  89. Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Volume 111

    Astronomical Society of the Pacific   頁: 375 - 378   1996年

  90. Research on Simnlation Sciences in INSAM

    Journal of Plasma and Fusion Research72 巻 ( 8 ) 頁: 750   1996年

  91. Magnetodynamic Phenomena in the Solar Atmosphere, Prototypes of Stellar Magnetic Activity

    Kluwer Academic Publishers   頁: 303 - 304   1996年

  92. Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Astronomical Society of the Pacific Conference Series Volume 111

    Astronomical Society of the Pacific   頁: 280 - 285   1996年

  93. Three dimensional simulation study of the magntohydrodynamic relaxation process in the solar corona

    Proc. the IAU Colloquium No. 153 Magnetodynamic Phenomena in the Solar Atmosphere Kluwer Academic   頁: 587   1995年

  94. Proc. in Fourth International Toki Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclean Fusion

    European Space Agency Publications Division   頁: 253 - 254   1993年

  95. Proc. in Fourth International Toki Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclean Fusion

    European Space Agency Publications Division   頁: 219 - 221   1993年

  96. 25a-G-12 地球外核中の対流とダイナモ

    草野 完也  

    秋の分科会講演予稿集1992 巻 ( 4 ) 頁: 73 - 73   1992年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  97. SIMULATION STUDY ON DOUBLE RECONNECTION IN THE ULTRA-LOW-Q CONFIGURATION

    K SUZUKI, Z YOSHIDA, K KUSANO  

    NUCLEAR FUSION31 巻 ( 1 ) 頁: 179 - 183   1991年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)   出版者・発行元:INT ATOMIC ENERGY AGENCY  

    Double tearing modes in ultra-low-q equilibria have been simulated by three-dimensional MHD calculations. Spatially localized MHD relaxation is shown to be driven by double tearing modes, which bring the field configuration in the unstable region to a Taylor-like relaxed state. When the pitch minimum of the initial state is located near the centre of the plasma, the central value of q decreases rapidly and the outer magnetic island replaces the original magnetic axis. When the pitch minimum is located near the wall, the central core region remains stable and reconnection occurs in a limited intermediate region.

    DOI: 10.1088/0029-5515/31/1/017

    Web of Science

  98. Simulation study of the non-linear dynamics in a reversed-field pinch configuration

    Nucl. Fusion Suppl.2 巻   頁: 181 - 190   1991年

  99. SIMULATION STUDY OF THE SELF-SUSTAINMENT MECHANISM IN THE REVERSED-FIELD PINCH CONFIGURATION

    K KUSANO, T SATO  

    NUCLEAR FUSION30 巻 ( 10 ) 頁: 2075 - 2096   1990年10月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:INT ATOMIC ENERGY AGENCY  

    DOI: 10.1088/0029-5515/30/10/009

    Web of Science

  100. 31a-TE-10 逆転磁場ピンチにおける配位維持機構(プラズマ物理・核融合(トカマク理論・高ベータ理論))

    草野 完也  

    年会講演予稿集44 巻 ( 4 ) 頁: 210 - 210   1989年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  101. 30p-TD-9 磁気再結合におけるプラズマ加速とショック形成(プラズマ物理・核融合(波動理論他))

    草野 完也, 大内 康雄, 佐藤 哲也  

    年会講演予稿集44 巻 ( 4 ) 頁: 180 - 180   1989年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  102. Theory of Fusion Plasma, Proc.\ Joint Varenna-Lausanne International Workshop, (EUR 12149-EN)

    Editrice Compositori   頁: 217 - 224   1989年

  103. <RESEARCH REPORT>A Simulation of Driven Reconnection by a High Precision MHD Code

    Kusano Kanya, Ouchi Yasuo, Hayashi Takaya, Horiuchi Ritoku, Watanabe Kunihiko, Sato Tetsuya  

    Research report863 巻   頁: 34 - 46   1988年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:核融合科学研究所  

    CiNii Books

  104. Global and Local Magneto hydrodynamic Relarations(共著)

    Physics of Mirrors, Reversed Field Pinches and Compact Tori1 巻   頁: 397   1988年

  105. Physics of Mirrors, Reversed Field Pinches and Compact Tori. Proceedings of the Course and Workshop (EUR-11335-EN)

    Editrice Compositori   頁: 397 - 409   1988年

  106. 28a-Y2-7 RFPプラズマの異変抵抗

    内海 雅文, 吉田 善章, 井上 信幸, 草野 完也, 佐藤 哲也  

    秋の分科会講演予稿集1987 巻 ( 4 ) 頁: 179 - 179   1987年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  107. 29a-Y1-7 高密度MHDシミュレーション・コードの開発とその応用

    中川 雅登, 草野 完也, 中山 裕一郎, 佐藤 哲也, 林 隆也, 渡邊 國彦, 堀内 利得  

    秋の分科会講演予稿集1987 巻 ( 4 ) 頁: 207 - 207   1987年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  108. SIMULATION STUDY OF RELAXATION PROCESS IN THE FINITE-BETA REVERSED-FIELD PINCH

    K KUSANO  

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN56 巻 ( 3 ) 頁: 963 - 972   1987年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PHYSICAL SOCIETY JAPAN  

    DOI: 10.1143/JPSJ.56.963

    Web of Science

  109. 1987 International Conference on Plasma Physics, Proc. of the Invited Papers (Kiev, USSR April 6-12, 1987)

    World Scientific   頁: 1116 - 1146   1987年

  110. Experimental Studies of Reversed Field Pinch REPUTE (]G0001[) and Ultra-Low-q■.-. Discharge(共著)

    Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 19862 巻   頁: 433   1987年

  111. Three-Dimensional MHD Studies of the Magnetic Energy Relaxation Processes(共著)

    Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 19862 巻   頁: 693   1987年

  112. Three-dimensional MHD studies of the magnetic energy relaxation processes

    Nucl. Fusion Suppl.2 巻   頁: 693 - 700   1987年

  113. Spontaneous formation of magnetohydrodynamic equilibrium profiles: tokamak, reversed-field pinch, and their intermediates

    Phys. Fluids30 巻 ( 8 ) 頁: 2465 - 2469   1987年

     詳細を見る

  114. Spontaneous Formation of Magnetohydrodynamic Equilibrium Profiles : toRamaR, reversed-field pinch, and their intermediates(共著)

    Phys. Fluids30 巻 ( 8 ) 頁: 2465 - 2469   1987年

     詳細を見る

  115. Simulation Study of Relaxation Process in the Finite β Reversed-Field Pinch

    Kanya Kusano  

    Journal of the Physical Society of Japan56 巻 ( 3 ) 頁: 963 - 972   1987年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

    By means of 3D magnetohydrodynamic simulations, the relaxation process in the finite β reversed-field pinch (RFP) is investigated. It is confirmed that the nonlinear reconnection process is the dominant mechanism of the RFP relaxation even in the system of finite β. The nonlinear reconnection rate is almost halved compared with that in the zero β case. The relaxed state of finite β is dynamically achieved. This state has a flat pressure profile and is well approximated by the Bessel-function model in the central region. The simulation result agrees with the partially relaxed state model. The β-limit is estimated based on the Suydam criterion, and consequently, it is found that the stable area on the F-θ diagram is narrowed as the heat loss decreases. © 1987, THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN. All rights reserved.

    DOI: 10.1143/JPSJ.56.963

    Scopus

  116. Non-linear coupling effects on the relaxation process in the reversed field pinch

    K. Kusano, T. Sato  

    Nuclear Fusion27 巻 ( 5 ) 頁: 821 - 832   1987年

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    記述言語:英語   掲載種別:書評論文,書評,文献紹介等  

    The relaxation process in the reversed field pinch has been studied extensively with three-dimensional magnetohydrodynamic simulations. It is found that the non-linear coupling between multiple helicity modes plays a leading role in the relaxation process. Specifically, the (m
    n)=(0
    1) island is excited as a result of non-linear coupling between the linearly unstable m=l modes, with a toroidal mode number difference of one. The m=0 island is then subject to axisymmetric non-linear reconnection whereby reversed flux is effectively generated in the outer region. It should be noted that although the axisymmetric non-linear reconnection of m=0 island is the dominant relaxation process, helical non-linear reconnection of linearly unstable m=l modes also plays some role in the relaxation of the whole system. It is also found that through this multiple helicity relaxation process, Taylor's minimum energy state is realized. The simulation results are generally consistent with experimental observations in the sustainment phase. This indicates that the multiple helicity relaxation process is of fundamental importance in the maintenance of the reversed field during the sustainment phase as well as in the self-reversal during the set-up phase. The relation between relaxation and aspect ratio has also been examined and it is found that the relaxation process is not strongly affected by the aspect ratio. © IOP Publishing Ltd.

    DOI: 10.1088/0029-5515/27/5/011

    Scopus

  117. Experimental studies of reversed field pinch REPUTE-1 and ultra-low-q discharge

    Nucl. Fusion Suppl.2 巻   頁: 433 - 440   1987年

  118. SIMULATION STUDY OF THE SELF-REVERSAL PROCESS IN THE REVERSED-FIELD PINCH BASED ON A NONLINEARLY DRIVEN RECONNECTION MODEL

    K KUSANO, T SATO  

    NUCLEAR FUSION26 巻 ( 8 ) 頁: 1051 - 1061   1986年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:INT ATOMIC ENERGY AGENCY  

    DOI: 10.1088/0029-5515/26/8/005

    Web of Science

  119. 1p-BB-2 トロイダル電流系のMHD緩和現象(プラズマ物理・核融合(RFP))

    吉田 善章, 山田 弘司, 井上 信幸, 草野 完也, 佐藤 哲也, 村上 好樹  

    年会講演予稿集41 巻 ( 4 ) 頁: 260 - 260   1986年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  120. 1p-BB-3 トロイダル電流系のMHD緩和現象II(プラズマ物理・核融合(RFP))

    山田 弘司, 村上 好樹, 吉田 善章, 井上 信幸, 草野 完也, 佐藤 哲也  

    年会講演予稿集41 巻 ( 4 ) 頁: 260 - 260   1986年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本物理学会  

    CiNii Books

  121. 3D MHD Studies of Dynamic Processes in the Reversed- Field Pinch(共著)

    Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 19842 巻   1985年

  122. 3D MHD studies of dynamic processes in the reversed-field pinch

    Nucl. Fusion Suppl.2 巻   頁: 461 - 465   1985年

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科研費 50

  1. 恒星対流層から惑星間空間までを包括した太陽面爆発現象の理解と先進予測の実現

    研究課題/研究課題番号:21H04492  2021年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    草野 完也, 横山 央明, 堀田 英之, 鳥海 森, 塩田 大幸, 横山 央明, 堀田 英之, 鳥海 森, 塩田 大幸

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:35100000円 ( 直接経費:27000000円 、 間接経費:8100000円 )

    太陽フレアやコロナ質量放出などの太陽面爆発現象は太陽対流層で生成された磁束が太陽表面で黒点を形成した後、不安定化する結果として発生し、惑星間空間に大きな影響を与える。しかし、対流層・太陽大気・惑星間空間を繋ぐ物理は未開拓であった。本研究では、この困難を我々が開発した太陽フレア物理予測スキームを軸に各領域の先進モデル群を連結することで克服し、太陽・太陽圏を包括した爆発現象の全体像を初めて明らかにする。これにより、①太陽面爆発の早期予測を実現すると共に、②フレアの規模と頻度のべき乗則の原因を解明し、③太陽フレアの最大限界を決定する物理を解明することで、宇宙環境変動の理解と予測を格段に発展させる。
    太陽フレアやコロナ質量放出(CME)などの太陽面爆発現象は太陽内部(対流層)でのダイナモ過程で生成された磁束が太陽表面を貫いて黒点を形成した後、太陽大気中で不安定化する結果として発生する。さらに、太陽面爆発は地球の電磁気圏のみならず人工衛星や電力網など現代社会を支える基盤にも多大な影響を与える。しかし、太陽内部・太陽大気・惑星間空間の領域間では物理変数とスケールの著しい乖離があり、観測可能な情報にも大きな隔たりがあるため各領域の研究は分断されている。その為、太陽ダイナモと太陽フレアの物理的連関は未解明である。また、太陽表面で発生するフレアとその遥か上空におけるCMEの形成と運動の関係も十分に理解できていない。すなわち、太陽と太陽圏を包括したシステムにおける太陽面爆発現象の全体像を捉えることは未だできていない。このため、①太陽フレアの原因となる磁束は太陽内部(対流層)でどのように形成されるのか?②対流層における磁束形成から太陽表面での黒点の成長進化に至るどの段階でフレア発生は決定づけられているのか?③惑星間空間におけるCMEの性質は太陽フレア及びその原因となる太陽内部ダイナミクスとどのように関係しているのか?④太陽恒星フレアの一般的性質である規模と頻度のべき乗則の原因は何であるか?⑤何が太陽恒星フレアの最大エネルギーを決めるのか?発生可能な最大の太陽面爆発現象はどのようなものか?という学術的「問い」はいずれも未解決である。本研究ではこれらの問いを解決するため、研究代表者が世界に先駆けて実現した太陽フレア物理予測スキーム(κスキーム)を軸に、太陽対流層の対流・ダイナモシミュレーションモデル、太陽活動領域モデル、惑星間空間モデルなど我々が開発した先進モデル群を相互に連結すると共に、精密観測とモデルの比較実証を通して太陽・太陽圏を包括した爆発現象の全体像を初めて明らかにする。
    これまで開発した太陽対流層の第一原理シミュレーションを利用し、様々な異なる条件で太陽内部の磁束が太陽表面に上昇し、黒点領域を形成するアンサンブル・シミュレーションを行うと共に、その結果のフレア発生可能性をkappaスキームを用いて定量的に評価することに成功した。その結果、フレア発生領域が対流層内部の下降流の上部に捻じれた磁束が上昇した際に形成されることを明らかにした(Kaneko et al. 2022)。これは下降流による磁束の沈み込みの際に太陽表面で双磁極が衝突すると共に、磁束内の磁気ヘリシティが磁束管のひねり(writhe)に変換されるためであることを見出した。また、前年度に出版した太陽差分回転のシミュレーション結果の詳細な解析を行い、MHD対流乱流内の角運動輸送の新しい物理プロセスを見出すと共に、日震学測定との比較を通したモデル検証について議論を展開した。さらに、太陽地球圏環境予測に関する英語教科書を出版し、太陽フレア、CME、太陽周期の理解と予測に関する現在の到達点と課題についてとりまとめた論文を出版した。研究代表者の草野は名古屋大学宇宙地球環境研究所において開催された国際シンポジウムThe 5th ISEE Symposium Toward the Future of Space-Earth Environmental Researchを議長として開催し、宇宙地球環境研究の将来展望について議論を行った。
    太陽フレア物理予測スキーム(κスキーム)の改良を行い、これまで予測できなかった少数の例外イベントについて、予測できなかった原因を明らかにすると共に、Mクラス以下のフレアに対する予測能力を評価することで、フレア発生機構の一般的に理解を目指す。太陽活動領域への磁気ヘリシティ入射と非ポテンシャル磁場の起源についてシミュレーションで探り、太陽内部の磁束管のねじれを起源とするものと、太陽表面運動を原因とするものの寄与を定量化する。また、太陽対流層深部からの磁束管の上昇過程を計算し、太陽黒点の構造を決定する原因を明らかにする。さらに、噴出型フレアのデータ駆動型シミュレーションの詳細解析を進め、CMEとして発展する噴出現象の発生とその方向までも予測するための方法について検討する。惑星間CMEの伝播シミュレーションと惑星間シンチレーション観測の同化を複数のイベントについて行い、CMEの地球到来予測の改善を試みる。

  2. 恒星コロナ進化の理論的研究

    研究課題/研究課題番号:21H01124  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    横山 央明, 堀田 英之, 草野 完也, 飯島 陽久, 金子 岳史, 堀田 英之, 草野 完也, 飯島 陽久, 金子 岳史

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    担当区分:研究分担者 

    この10年程で小質量星に関する観測的理解が進展し、まだ理論的には説明することのできない年齢・自転周期・X線活動度の関係が明らかになってきた。本課題では、太陽質量以下の小質量恒星の、スペクトル型・年齢に対応した特徴量が与えられたとき、その磁気コロナ(磁場形成・X線紫外線放射・爆発現象)が、いかなる進化をたどり、背景にある物理が何なのか、を数値シミュレーションにより理論的に明らかにする。
    本研究計画の1年目である2021年度には、恒星全球ダイナモ計算について、大きな進展があった。研究分担者の堀田・草野は、回転影響下での太陽内部磁気熱対流の大規模高解像度計算を実行し、これまで誰も成しえなかった太陽差動回転を再現することに成功した。成果はNature Astronomy誌で出版された。星コロナ形成については、研究代表者の横山が協力者のWang、Zhouらとともに、研究分担者の飯島が開発したRAMENSコードを用いて、太陽表層大気からコロナまでを網羅する計算を行い、コロナへのエネルギー輸送と深い関係がある彩層でのダイナミクスで成果を得て、論文出版・学会発表を行った。飯島は、RAMENSコードについて、コロナからの熱伝導の取扱いを改良し論文出版するとともに、堀田らと太陽表層の熱対流からコロナ・太陽風までをカバーする包括的3次元シミュレーションを実行し学会発表を行った。突発的エネルギー解放現象については、研究分担者の金子・草野らが、データ駆動型シミュレーションを実施して学会発表をおこなった。
    2021年度には、恒星全球ダイナモ計算について、堀田・草野が、回転影響下での太陽内部磁気熱対流の大規模高解像度計算を実行し、これまで誰も成しえなかった太陽差動回転を再現することに成功した。これは本研究課題にとって大きな成果であった。星コロナ形成については、研究分担者の飯島が開発したRAMENSコードを用いて、太陽表層大気からコロナまでを網羅する計算を行うことで、彩層加熱や太陽コロナ加熱・太陽風加速について、複数の成果が達成されている。また突発的エネルギー解放現象についても、研究分担者の金子・草野らが、データ駆動型シミュレーションを実施して学会発表をおこなった。これらのように、予定していたシミュレーションが着実に実行され、成果発表・論文出版が成されていることから「(2)概ね順調に進展している」と評価した。
    2022年度以後は、恒星全球ダイナモ計算については、堀田が研究を主導し、パラメータを振って、自転速度の異なるケースを複数例計算することで、恒星ダイナモのふるまいがロスビー数(自転速度の逆数)にどう依存するのかを調べる。とくに太陽全球での磁場分布を明らかにする。また再現に成功した太陽差動回転シミュレーションの物理機構を詳しく調べ、論文として出版する。星コロナ形成については、飯島が開発したRAMENSコードを用いて、横山が協力者の大学院生とコロナループ加熱について詳しく調べるシミュレーションを実行する。突発的エネルギー解放現象に関連して、草野・金子は堀田や協力者の鳥海らとともに、太陽内部対流層からの磁束浮上をシミュレーションして、活動領域形成を調べるとともに、データ駆動型シミュレーションの成果を論文として出版する。

  3. 総括班(太陽地球圏環境予測)

    研究課題/研究課題番号:20H05604  2020年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    新学術領域「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」が2020年1月に開催したThe 4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4)をもとに領域研究の最終成果を論文24編としてまとめ、Earth, Planets and Space(EPS)誌のSpecial Issue“Solar-Terrestrial Environment Prediction: Toward the Synergy of Science and Forecasting Operation of Space Weather and Space Climate”として出版した。加えて本領域のサマリーレビュー論文"PSTEP: Project for Solar-Terrestrial Environment Prediction"を含めて3編の論文が現在査読中であり、近く出版される予定である。さらに、太陽フレアの物理予測モデルに関する論文(Kusano et al. 2020)をScience誌に出版した。また、若手研究者、大学院生を主な対象とした「太陽地球圏環境予測 オープン・テキストブック (PSTEP Open Textbook)」を制作した。この教科書は宇宙天気・宇宙気候の基礎から本領域の成果を分かりやすく解説したものであり、本領域の4つの計画研究班が各章をそれぞれ担当すると共に、2017年に本領域が開催した「PSTEPサマースクール陸別」で制作した用語解説集などを収録している。2021年5月末に名古屋大学学術機関レポジトリとしてオープン・アクセスで公開する。さらに、このオープン・テキストブックを英文化し、Springer-Nature よりオンライン教科書として出版するための協議を行った。以上の通り、本領域の成果公開事業としての本研究の目的は十分に達成された。

  4. 宇宙の構造形成と進化から惑星表層環境変動までの統一的描像の構築

    2020年 - 2022年

    「富岳」成果創出加速プログラム  サブ課題D「太陽活動と惑星環境変動の解明」

  5. 萌芽的課題「太陽系外惑星(第二の地球)の誕生と太陽系内惑星環境変動の解明」

    2017年 - 2019年

    ポスト「京」で重点的に取り組むべき社会的・科学的課題に関するアプリケーション開発・研究開発  サブ課題C「太陽活動による地球環境変動の解明」

  6. 太陽面爆発・噴出現象の発生機構解明および発生予測を目指した統計的研究

    研究課題/研究課題番号:16H07478  2016年8月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    伴場 由美, 草野 完也, 井上 諭, 今田 晋亮, 塩田 大幸, 李 京宣, 草野 完也, 井上 諭, 今田 晋亮, 塩田 大幸, 李 京宣, ,

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    担当区分:その他 

    本研究では、「物理過程の科学的理解に基づいた太陽面爆発・噴出現象の発生予測パラメータの決定」を目的とし、理論モデルの観測的検証および統計的イベント解析を行った。ひので衛星およびSDO衛星による太陽フレア観測データを詳細に解析することで、我々の提案する太陽フレアモデルおよびフレア発生条件の定量的検証、その普遍性の検討、新たなフレア予測パラメータの提案を行った。

  7. 太陽地球圏環境予測における国際連携研究の推進

    研究課題/研究課題番号:15K21709  2015年11月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:64610000円 ( 直接経費:49700000円 、 間接経費:14910000円 )

    以下のように国際共同研究活動を多角的に進めた。(1)Finish Meteorological Instituteとの電離圏トモグラフィを用いた電波伝搬シミュレータに関する共同研究を実施した。(2)太陽フレア予測に関する国際共同研究をH29年度に実施した名古屋大学宇宙地球環境研究所国際ワークショップに基づき米国NorthWest Research Associateの研究者らと協力して3篇の論文としてまとめた。(3)中国雲南天文台太陽観測所と協力し、彩層微細構造に関する共同研究を実施した。(4)米国Minnesota University及びIowa Universityと協力した、あらせ衛星とVan Allen Probes衛星による電場計測結果の評価に関する共同研究を実施した。(5)UN/COPUOS期間中に開催されるUNISPACE50+に参加し、Space2030アジェンダにおける宇宙天気科学の動向を調査した。(6)英国、ラザフォード・アップルトン研究所,ケンブリッジ大学などと協力し、過去の黒点スケッチのデータ化を行い、グランドミニマムにおける太陽活動の詳細を解析した。(7)中国雲南省麗江市に移設した国立天文台乗鞍観測所のコロナグラフを用いた太陽コロナの長周期的研究と安定したコロナ定常観測環境の構築に関する国際共同研究を進めた。 (8)英国MSSLと協力し、太陽フレアがコロナ質量放出を発生させる条件を探るため、太陽活動領域12087で発生したフレアの観測的・数値的研究を進めた。(9)ペルーUniversidad de Buenos Airesの大学院生を招聘し、ペルーに設置されたフレア監視望遠鏡の彩層画像解析を進めた。(9)ハンガリーのEotvos UniversityのVLFグループ と地球磁気圏におけるコーラス波動の地上+衛星観測の共同研究を実施した。

  8. 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

    研究課題/研究課題番号:2708  2015年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

  9. 太陽嵐の発生機構の解明と予測

    研究課題/研究課題番号:15H05814  2015年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    一本 潔, 花岡 庸一郎, 清水 敏文, 草野 完也, 花岡 庸一郎, 清水 敏文, 草野 完也

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    担当区分:研究分担者 

    本計画研究では、爆発に至る太陽面磁場の発達過程から、噴出するプロミネンスの運動、およびそれに伴って発生するコロナ中の衝撃波と質量放出(CME)を全国の関連機関が連携して観測し、電磁流体方程式に基づく数値モデルでこれらを再現することによって、地球を襲う太陽嵐を実時間予測する方法論と、確度の高いフレア発生予測スキームの開発を目指している。
    H30年度も引き続き、ひので衛星による光球磁場観測、国立天文台のフィラメント磁場観測、京大飛騨天文台のプロミネンス放出速度観測、NICT山川観測所の電波バースト観測、名大惑星間シンチレーション観測システム(IPS)による太陽風の観測を順調に実施したが、太陽活動の低下に伴い太陽嵐現象の発生頻度は低下している。しかしこれまでに蓄積されたデータを用いて、以下のような太陽嵐予報の実用化に向けた研究が進展した。非線形フォースフリー磁場モデルに基づき磁気中性線における磁場の捻れに関連付けられたパラメータが、数時間のリードタイムで大きなフレアの発生予測に有効であることを検証し、予測システムに実装する道筋を明らかにした。また、深層学習によるフレア発生予測システムはNICTにて運用を開始し、IPSデータをCME伝搬モデルに同化することによるCME到達予測、及び電波バーストの自動検出についても予測システムへの実装準備を整えた。観測されたフィラメント放出現象をMHDモデルを用いて再現することにより、CME発生予測に役立ついくつかの知見を得た。
    2018年8月6~9日には京大において太陽高エネルギー粒子データ解析ワークショップを開催、3名の講師を海外から招き十数人の学生や若手研究者の参加を得て、CMEと太陽高エネルギー粒子発生に関する統計的解析に着手した。

  10. 総括班(太陽地球圏環境予測)

    研究課題/研究課題番号:15H05812  2015年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:66300000円 ( 直接経費:51000000円 、 間接経費:15300000円 )

    新学術領域「太陽地球圏環境予測」では、最新の観測システムと先進的な物理モデルの融合によって太陽地球圏環境の変動を探る分野横断研究を展開し、科学研究と予測研究の相乗的な発展を推し進めることにより、宇宙天気予報の飛躍的な発展と激甚宇宙天気災害に対応可能な社会基盤の形成に貢献する研究を実施した。総括班はこのため、領域全体の有機的な連携を通して研究成果を最大化するため、適切な研究戦略の策定と真摯な自己評価、学界・産業界・海外協力機関との連携強化、先端研究をリードする人材育成、積極的なプレスリリースとWEB・ニュースレター・一般講演会・出前授業・科学雑誌・科学番組への協力による情報発信を展開した。

  11. 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

    2015年4月 - 2020年3月

    科学研究費補助金  新学術領域(研究領域提案型)

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    担当区分:研究代表者 

  12. 過去4万年間の宇宙線強度変動・太陽圏構造と地球環境変動

    研究課題/研究課題番号:25287051  2013年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    宮原 ひろ子, 堀内 一穂, 櫻井 敬久, 草野 完也, 横山 祐典, 門叶 冬樹, 堀内 一穂, 櫻井 敬久, 草野 完也, 横山 祐典, 門叶 冬樹

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では、樹木年輪および氷床コアに含まれる宇宙線生成核種の分析を行い、太陽活動と銀河宇宙線の変動特性を明らかにするとともに、太陽圏磁場構造の長期的変化について検証を行った。また、太陽活動が気候変動に及ぼす影響を明らかにするため、樹木年輪中の酸素同位体比を分析し、古気候の復元を行った。研究の結果、太陽活動が気温に加えて降水にも重大な影響を及ぼしていることが判明した。併せて、太陽の自転周期に着目し、太陽活動の気象への影響についても解析を行った。その結果、気象レベルでも太陽活動が重大な影響を及ぼしていることが示唆された。また、太陽活動が気候システムに影響するプロセスについても示唆が得られた。

  13. 大規模数値解析による乱流中の流れ構造の動力学と異方性の解明

    研究課題/研究課題番号:25247014  2013年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    木村 芳文, 辻 義之, 草野 完也, 岡本 直也, 岡本 久, 金田 行雄, 芳松 克則, 坂上 貴之, 松尾 宇泰, 辻 義之, 草野 完也, 岡本 直也, 岡本 久, 金田 行雄, 芳松 克則, 坂上 貴之, 松尾 宇泰

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    担当区分:研究分担者 

    本研究課題は渦や波といった乱流中の流れ構造の非等方性が重要な役割を果たす宇宙・地球流体乱流に焦点をあて、大規模数値解析を用いて、流れ構造の動力学と特異性の解明を通し乱流統計理論の構築を目指すことを目的としていた。論文公表に至った主な成果としては(1)安定密度成層乱流におけるエネルギースペクトルの時間発展のメカニズムと(2)渦リコネクションにおける特異性と特徴的な幾何学的性質の抽出、が挙げられる。特に2番目の結果はClay研究所のミレニアム問題の一つであるNavier-Stokes方程式の適切性に大きく関係するものであることが分かってきた。

  14. 太陽フレア・トリガ機構の解明とその発生予測

    研究課題/研究課題番号:23340045  2011年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    草野 完也, 浅井 歩, 今田 晋亮, 塩田 大幸, 三好 隆博, 簑島 敬, 浅井 歩, 今田 晋亮, 塩田 大幸, 三好 隆博, 簑島 敬

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    太陽フレアの発生機構について3次元電磁流体シミュレーションと太陽観測衛星「ひので」およびSDOによる観測データの解析を通して研究し、磁気中性線近傍に現れる2つの特徴的な構造を持つ比較的小型の磁場構造が太陽フレア発生のトリガとしての役割を果たすことを見出した。この小型の磁場は次期中性線上における平均場のポテンシャル成分と非ポテンシャル磁場成分に逆行する磁場成分を持つ。これらの結果は精密な磁場観測に基づいて太陽フレアの発生を決定論的に予測することが可能であることを示唆している。しかし、その予測時間は小スケールの磁場構造の変動によって数時間程度に制限されるであろう。

  15. 太陽フレア・トリガ機構の解明とその発生予測

    2011年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

  16. 宇宙線による雲核生成と気候への影響に関する検証実験

    研究課題/研究課題番号:23654166  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    増田 公明, 伊澤 雄貴, 鈴木 麻未, 竹内 雄也, 伊藤 好孝, 﨏 隆志, 松見 豊, 中山 智喜, 上田 紗也子, 草野 完也, 三浦 和彦

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    宇宙線の電離作用によって生成された大気イオンがエアロゾルの形成と成長を促進し低層雲量及び地球気候を制御するという仮説を検証するための室内実験の準備研究を行った。微量成分を含む模擬大気を反応容器に導入し,紫外線と放射線を照射して反応生成物を測定するシステムを構築した。ベータ線および重イオンビームを照射し,イオン密度とエアロゾル粒子密度,及び粒径分布を測定した。その結果,イオン密度とエアロゾル粒子密度の比例関係,高イオン密度における飽和の可能性,粒径分布の時間変化などのデータを得た。これにより,さらに詳細な実験を行う準備が整った。

  17. 連結階層シミュレーションで探るマルチフィジックス・プラズマダイナミクス

    2007年4月 - 2010年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

  18. 統合コードによるITERプラズマのマルチスケール物理に関する総合的研究

    研究課題/研究課題番号:19360415  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)  基盤研究(B)

    矢木 雅敏, 福山 淳, 滝塚 知典, 清水 勝宏, 徳田 伸二, 冨田 幸博, 陰山 聡, 草野 完也, 鈴木 喜雄, 内藤 裕志, 畑山 明聖, 大澤 一人, 中島 徳嘉, 福山 淳, 滝塚 知典, 清水 勝宏, 徳田 伸二, 冨田 幸博, 陰山 聡, 草野 完也, 鈴木 喜雄, 内藤 裕志, 畑山 明聖, 大澤 一人, 中島 徳嘉

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    担当区分:研究分担者 

    炉心プラズマ輸送コードTASK/TOPICSと周辺ダイバータコードSONICのインターフェルを開発し、プラズマ全体を自己矛盾なく解ける統合輸送コードを完成した。このコードを用いて、ダイバータ板へ移送される熱フラックスの評価をつじつまのあった手法で行い、その成果を23rd IAEA Fusion Energy Conference 2010で報告した。また、統合コード開発と平行して核融合プラズマにおけるマルチ-スケール・マルチフィジックスシミュレーション研究を進め、非線形相互作用に由来する非局所効果が、非局所輸送や遷移現象に重要な影響を与えることを見いだした。今後、ITERプラズマの解析モデルにこれらの成果を順次取り込んで行く予定である。

  19. 短パルス磁気リコネクションと2次元画像計測を駆使した粒子加速・加熱実験

    研究課題/研究課題番号:19340172  2007年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小野 靖, 井 道暁, 山田 琢磨, 常田 佐久, 真柄 哲也, 草野 宗也, 井 道暁, 山田 琢磨, 常田 佐久, 真柄 哲也, 草野 宗也

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では、短パルス高磁場合体実験に磁場、イオン温度、電子温度の2次元計測を組み合わせて、磁気リコネクションの粒子加熱・加速をはじめて直接計測した。リコネクションのアウトフローがイオン・電子をアルベーン速度の70-80%程度に加速し、リコネクション下流領域に2カ所形成されるファーストショックにおいてイオンが選択的に加熱されること、電流シートはオーム加熱により電子を加熱することが判明した。

  20. 連結階層シミュレーションで探るマルチフィジックス・プラズマダイナミクス

    研究課題/研究課題番号:19340180  2007年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    草野 完也, 陰山 聡, 三好 隆博, 佐藤 哲也, 廣瀬 重信, 杉山 徹, 長谷川 裕記, 島 伸一郎, 河野 明男, 岸本 泰明, 矢木 政敏, 石原 修, 井上 諭, 陰山 聡, 三好 隆博, 佐藤 哲也, 廣瀬 重信, 杉山 徹, 長谷川 裕記, 島 伸一郎, 河野 明男, 岸本 泰明, 矢木 政敏, 石原 修, 井上 諭

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:16640000円 ( 直接経費:12800000円 、 間接経費:3840000円 )

    複雑な非線形プラズマダイナミクスを異なる階層モデルの連結によって計算する連結階層シミュレーションの基礎アルゴリズムを開発すると共に、太陽フレアやコロナ質量放出などの太陽・宇宙プラズマ現象及び、雲形成過程にこれを応用することで、複雑現象に関する新しいシミュレーション研究の枠組みを発展させた。さらに、連結階層シミュレーションを宇宙天気予報に応用するための研究開発を進めた。

  21. 宇宙天気予報の基礎研究

    2005年4月 - 2010年3月

    科学研究費補助金 

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    担当区分:研究分担者 

  22. 宇宙天気予報の基礎研究

    研究課題/研究課題番号:17GS0208  2005年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術創成研究費  学術創成研究費

    柴田 一成, 関井 隆, 草野 完也, 藤木 謙一, 荻野 竜樹, 星野 真弘, 篠原 育, 鵜飼 正行, 加藤 精一, 大村 善治, 村田 健史, 藤本 正樹, 常田 佐久, 小原 隆博, 関井 隆, 草野 完也, 藤木 謙一, 荻野 竜樹, 星野 真弘, 篠原 育, 鵜飼 正行, 加藤 精一, 大村 善治, 村田 健史, 藤本 正樹, 常田 佐久, 小原 隆博

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    担当区分:研究分担者 

    宇宙天気予報は現代文明の緊急の課題である。最新観測に基づく太陽-地球間システム階層間結合数値モデルを構築することにより、宇宙天気予報の基礎研究を行った。この研究は、国際研究計画「太陽地球系の気候と天気」CAWSES 5カ年計画の一環として行われたものであり、我が国および世界において太陽物理学者と地球物理学者を有機的に結びつけて有効な共同研究を推進・奨励するという国際的な責務の下に遂行した。

  23. 太陽および宇宙プラズマにおける磁気ヘリシティのダイナミクスに関する研究

    2004年4月 - 2007年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  24. 太陽および宇宙プラズマにおける磁気ヘリシティのダイナミクスに関する研究

    研究課題/研究課題番号:16540216  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    草野 完也, 三好 隆博, 三好 降博

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3400000円 ( 直接経費:3400000円 )

    磁束絡みを表す磁気ヘリシティは高温プラズマにおけるよい保存量であるため様々な電磁流体現象で注目されている。本研究では、太陽から太陽コロナを通して惑星間空間に至る磁気ヘリシティのダイナミクスを明らかにするための研究を、観測とシミュレーションの両面から実施した。第1に、太陽光球面を通した磁気ヘリシティ流束の様々な測定方法について米国、韓国の研究者らと協力しベンチマークテストを実施した。その結果、草野らが提唱したように誘導方程式を利用することによってその信頼性が上がることが定量的に確認された。第2に、2006年に打ち上げられた太陽観測衛星「ひので」による太陽磁場詳細データを用いて太陽コロナ磁場の3次元構造を再現するための先進的方法論をマルチグリッド法とmagnetofrictional法の組み合わせに基づいて開発した。さらに、これを用いて大規模(Xクラス)フレア直前における磁力線3次元構造を再現することに成功すると共に、その構造がフレア発生時の発光形態を良く説明することを確認した。第3に、本研究によって開発された先進的な電磁流体力学計算スキームHLLD法の拡張を実施し、新しい磁場の発散除去法を創出すると共に、より一般的な状態方程式の導入、急激に変化する天体双極子磁場による誤差の除去に成功した。第4にこのHLLE法を一般曲線座標に適用し、全球コロナモデルと3次元磁気圏モデルをそれぞれ完成させた。さらにこれを用いてフレアからコロナ質量放出(CME)に至る大規模MHDシミュレーションを実施し、CME発生が太陽コロナへの磁気ヘリシティ入射量のみならず磁気ヘリシティ入射の空間構造とも密接に関係していることを初めて明らかにした。また、磁気圏太陽風相互作用の精密シミュレーションも実施し、磁気圏内部への磁気ヘリシティ入射解析に必要なモデル開発を実現した。

  25. 高感度GeVγ線観測で探る巨大ブラックホールの進化とジェットの放出機構

    研究課題/研究課題番号:14079206  2002年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    深沢 泰司, 大杉 節, 川端 弘治, 水野 恒史, 片桐 秀明, 吉田 勝一, 草野 完也, 大杉 節, 川端 弘治, 水野 恒文, 片桐 秀明, 吉田 勝一, 草野 完也

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    担当区分:研究分担者 

    本研究は、2008年度打ち上け予定の国際ガンマ線観測衛星GLASTによる巨大ブラックホールの進化とジェットの放出機構を探るために、その研究体制を構築することを目的とする。これまでのハードウエアーの設計、製作、試験に引き続いて、衛星に搭載された状態での環境試験による性能のモニターを続け、特に問題はなかった。今後の衛星打ち上け前後での性能モニターのために、各種モニター体制の確立を進めた。また、本年度購入したセンサーを用いて、上空でのハードウエアーの動作を理解するための簡易検出器を組み立てた。
    この他、本年度は特に、衛星運用の体制の立ち上げ、観測体制の立ち上げ、整備、他波長との連携の強化、データ解析体制の立ち上げ、などに力を入れて行った。衛星運用の予行演習にも参加し、衛星運用で想定される作業の見積もりを行った。GLASTの天体は他波長の情報も放射メカニズムの特定のためには非常に重要であるため、GLASTと他の波長との同時観測を行うための連携体制を進め、その一環として1つの天体の多波長連携観測の予行演習に広島大学に設置した可視光近赤外かなた望遠鏡も参加した。また、かなた望遠鏡によって同時観測する価値のある天体の試験観測を始めて、観測の戦略を練った。さらに、日本のX線天文衛星すざくとの連携観測も狙い、観測提案や、すざくの全天軟ガンマ線モニターの観測システムの整備を進めた。データ解析を打ち上げ直後に迅速に行うため、PCクラスタやディスクアレイの整備を進め、シミュレーション観測データを用いて解析を行い、解析ソフトの長所短所や系統誤差、解析手法の確立を行った。
    以上のようにGLASTの打ち上げ(2008年5月16日予定)に備えて研究体制を整えて、first lightを待つばかりである。

  26. 実データシミュレーションによる太陽コロナ活動の機構解明

    2000年4月 - 2004年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    担当区分:研究代表者 

  27. 実データシミュレーションによる太陽コロナ活動の機構解明

    研究課題/研究課題番号:12640236  2000年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    草野 完也, 横山 央明, 横山 央明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3600000円 ( 直接経費:3600000円 )

    本研究は詳細な太陽表面磁場観測と最新の数値シミュレーションを統合することにより、太陽コロナ活動の物理機構を解明することを目的として企画実行された。その結果として、以下に記す5つめ大きな成果を得ることができた。(1)マグネトグラムから磁気ヘリシティ流束を測定する方法を世界で始めて開発した。(2)磁気ヘリシティ流束とコロナにおける軟X線活動との相関を世界で始めて実証した。(3)詳細なデータ解析によって、磁気シア反転とコロナ活動との相関の存在を世界で初めて示した。(4)磁気シア反転の結果として太陽フレアが発生するという「シア反転フレアモデル」を世界で初めて提唱すると共に、その物理過程の実現可能性を3次元数値シミュレーションによって実証した。(5)磁気シア構造とフレアの初期発光との空間相関を解析し、シア反転フレアモデルが予言するシア反転層における発光の存在を突き止めた。これらの成果は、それまで仮説にすぎなかった太陽光球面からの磁気ヘリシティ入射と太陽コロナにおけるエネルギー解放活動との因果関係を明確に実証するものであり、当初の目的はほぼ達成されたと考えられる。特に、「シア反転フレアモデル」は多くの観測事実を説明することができる重要な理論モデルとして注目されている。ただし、本研究では観測磁場データのみに従う完全な実データシミュレーションは残念ながら実現することができなかった。このためには、誘導方程式の3成分を利用した3次元逆問題を解く必要があり、その手法開発が今後の課題として残された。

  28. 電磁流体力学的カタストロフの理論的研究

    1997年4月 - 1999年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  29. 電磁流体力学的カタストロフの理論的研究

    研究課題/研究課題番号:09780438  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2000000円 ( 直接経費:2000000円 )

    高温プラズマではしばしば、磁気エネルギーが熱および運動エネルギーに突発的に変換される現象が観測される。本研究ではこうした電磁流体力学的カタストロフ過程の物理を、最小エネルギー原理と数値シミュレーションに基づいて研究した。本研究においては、太陽コロナにおける典型的な磁場配位である磁気ループシステムを念頭に置き、太陽表面運動が磁気ヘリシティをシステム内部へ供給する場合の非線形ダイナミクスを計算した。その結果、磁気レイノルズ数の大小によって2つの異なるダイナミクスが発生することが明らかになった。磁気レイノルズ数が小さな場合、供給されたヘリシティは拡散によって失われる定常的な拡散平衡状態が実現する。しかし、磁気レイノルズ数の増加に伴い、拡散平衡状態の磁気ヘリシティも増加するため、磁気ヘリシティが臨界値を越えるとシステムは磁気アーケードモードに対して不安定となる。それゆえ、磁気レイノルズ数が大きな場合、蓄積された磁気ヘリシティは不安定性の結果としての磁気リコネクションを通してシステムの外に放出される。この過程は磁気ヘリシティの供給がある限り続き、ダイナミクスはある種のリミットサイクルを描く。その結果、磁気ループ内部の磁気ヘリシティ量の増加は磁気レイノルズ数の増加と共に飽和してしまう。すなわち、磁気レイノルズ数の大きな高温プラズマでは、間欠的なヘリシティ放出が能動的に生じるため、蓄積できる磁気ヘリシティの容量は有限の値に制限されることがわかった.

  30. MHD平衡解の分岐遷移過程に現れる電流シ-トの構造安定性

    1996年4月 - 1997年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  31. MHD平衡解の分岐遷移過程に現れる電流シートの構造安定性

    研究課題/研究課題番号:08780452  1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:1000000円 ( 直接経費:1000000円 )

    磁気閉じ込め核融合炉心や太陽コロナのような高磁気レイノルズ数、低プラズマβにあるプラズマシステムにおいては、短時間に大規模なエネルギーが突然解放される現象がしばしば観測される。本研究においてはこうした突発的なエネルギー解放現象をMHD平衡解の遷移過程として捉えた上で、この遷移過程に現れる電流シートの安定性と平衡遷移過程との関係を数値シミュレーションをもとに調べた。特に、太陽フレアを念頭におき、太陽コロナ磁気ループ不安定性の結果として形成される電流シートの安定性を詳しく調べた。その結果、磁気レイノルズ数の平方根に比例して電流シートのアスペクト比A(=長さ/幅)は増加するが、Aが10^2に達すると、電流シートはテアリング不安定性に対して不安定になることが明らかにされた。その結果、電流シートの中に複数のX点(磁気中性点)が出現し、磁気島が形成されるフェーズと、磁気島が電流シートに沿って排出されるフェーズが交互に現れることが分かった。電流シートの不安定性の成長率は電流シート形成の原因である磁気ループ不安定の成長率よりも大きい。それ故、電流シートの不安定化はシステムの不安定化を促進し、不安定性は指数関数よりも早く爆発的に成長することが明らかにされた。こうした爆発的不安定は磁気レイノルズ数が10^4よりも小さな時には生じないことから、高温プラズマに特徴的な現象であると考えられる。上記の数値シミュレーションの結果は、太陽フレアにおけるX線観測結果と非常によい形状的一致を示しており、太陽フレアの重要な物理機構を捉えていると思われる。また、これらの結果はトカマクの鋸歯状振動に関するKadmtsevのスケーリングが高磁気レイノルズ数領域では成り立たないことを示唆するものである。

  32. 太陽コロナにおける爆発的エネルギ-解放過程に関する統一的分岐理論

    1995年4月 - 1996年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  33. 太陽コロナにおける爆発的エネルギー解放過程に関する統一的分岐理論

    研究課題/研究課題番号:07740188  1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    本研究においては,太陽コロナにおける爆発的エネルギー解放過程を最小エネルギー解の分岐と遷移のダイナミクスとして統一的に理解するための理論研究を行った。特に、本年は研究実施計画に基づきTaylorの変分原理から求まる、線形無力平衡配位の安定性解析、およびそこで見い出された不安定性の非線形ダイナミクスに関する数値シミュレーションを実施した。その結果、以下の事項が明らかにされた。
    1.磁気ヘリシティがrotオペレターの非結合固有値に対応する臨界ヘリシティよりも大きい場合、太陽コロナにおける線形無力配位は複数の解に分岐する。この時、エネルギーの高いブランチは抵抗性MHDモードに対して不安定である。
    2.この不安定性の成長が非線形領域に達すると、磁気ループ中央に電流シートが形成され、磁気再結合を結果する。磁気再結合はテイラー状態の分岐理論が予言するように磁気ループを上下に分離する。
    3.磁気再結合における電流シートの長さは幾何学的制約から磁気ループの幅程度であり、電気抵抗に寄らない。一方、その幅は電気抵抗の平方根に比例する。また、電流シート上の最大加熱率も電気抵抗に寄らない。
    4.真空磁場に光球面運動によって徐々に磁気ヘリシティを注入した場合、不安定性と磁気ヘリシティ注入の競争過程として、ダイナミクスが決められる。それゆえ、磁気レイノルズ数が大きいほど大量の磁気ヘリシティ注入が行われ、その後の磁気再結合によるエネルギー解放はより爆発的に実現される。
    以上の結果は、太陽フレアの爆発性を分岐解の遷移として一般的に理解する事が出来る可能性を強く示唆している。重力効果を含めた拡張された分岐理論の構築は時間的制約から将来に持ち越された。

  34. 開いたMHDシステムにおける動的構造の研究

    1994年4月 - 1995年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  35. 開いたMHDシステムにおける動的構造の研究

    研究課題/研究課題番号:06780392  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    本研究においては、特に太陽コロナを念頭に置き、磁気ヘリシティおよび磁気エネルギーをシステムの外から供給されたMHDシステムの非線形応答に関する数値的理論的考察を行った。
    (1)数値シミュレーション研究:以下のような3次元MHDシミュレーションを実施した。計算領域である直方体をコロナ、ある境界面を両極性の磁束領域が存在する太陽表面と考える。磁束領域では回転運動が計算領域内部に磁気ヘリシティと磁気エネルギーを注入する。計算の結果、真空磁場を初期条件に取った場合、内部の磁束管がゆっくり巻き上げられる準定常的変化の後、多くの磁束管が再結合を受ける大規模エネルギー緩和が発生することが明らかにされた。
    (2)最小エネルギー解の分岐理論:上のシミュレーション結果を物理的に説明するため、J.B.Taylorの最小エネルギー原理を開いたシステムに拡張する理論を構築した。その結果、最小エネルギー状態はヘリシティの供給量とその結果による磁束構造の幾何学的変化によって2つの解に分岐することが示された。分岐した解の遷移過程がシミュレーションにおける大規模エネルギー緩和に対応する事を明らかにした。分岐によって新しく現れる解は他の解と事なる磁気トポロジーを持つためその遷移過程に磁気再結合を伴う。
    (3)新しい太陽フレアモデルの提唱:以上の結果から開いたMHDシステムがヘリシティの供給によって間欠的なエネルギー緩和をすることを分岐理論によって明らかにすると共に、太陽フレアの物理機構が分岐した最小エネルギー解の遷移として説明できることを提唱した。

  36. セルフコンシステントなダイナモ過程の理論シミュレ-ション研究

    1993年4月 - 1994年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  37. セルフコンシステントなダイナモ過程の理論シミュレーション研究

    研究課題/研究課題番号:05780360  1993年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    草野 完也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:900000円 ( 直接経費:900000円 )

    ダイナモ過程は電磁流体の運動エネルギーを源とする磁気エネルギーの再生機構であると共に、磁場構造の自己組織化過程とみなすこともできる。本研究では、数値シミュレーション手法を駆使し、高非線型領域において定常的構造を持つダイナモ解が周期的構造あるいは非周期的構造を持つ解にそれぞれ分岐する可能性及びその条件を調べた。研究成果は以下の通りである。
    (1)回転球殻中の熱対流および2重拡散対流に関する並列化3次元シミュレーションコードを開発し、シミュレーションを実施した。
    (2)テイラー数T=1^05、プランドル数P=1の場合、臨界レーリー数近傍の対流は南北にそった3対の定常的に西向きヘドリフトするロールとなる。レーリー数が増加すると、臨海レーリー数の3倍程度で解は定常解から非定常解へ遷移する。非定常解は3対のロール解と4対のロール解が非周期的に交互に支配的になる時間的挙動を示す。
    (3)2重拡散対流の場合、ドリフトロール解と周期振動解の重ね合わせで記述できる解が出現する。レーリー数を増加させると、振動解の振幅が次第に増加する。さらにレーリー数を大きくすると、ロールのドリフトの向きが東側へ変る。
    (4)対流シミュレーションで得られた速度場を使い、運動学的ダイナモモデルによる固有値計算を行なった。その結果、双極子解の固有値が4重極子解の固有値より大きいことを見いだした。

  38. 磁気リコネクションによるプラズマの超加速過程

    1992年4月 - 1993年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  39. 自由境界プラズマ不安定性の非線型発展とMHD緩和過程

    1989年4月 - 1990年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  40. 磁場中プラズマの輸送過程に関する理論・シュミレ-ション研究

    研究課題/研究課題番号:01580012  1989年 - 1990年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    西川 恭治, 草野 完也, 田中 基彦, 草野 完也, 田中 基彦

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    担当区分:研究分担者 

    この研究では、トカマク等の磁気閉じ込め核融合プラズマにおける、粒子・エネルギ-輸送問題を、粒子運動論的側面からとらえ、それを現象本来の巨視的スケ-ルにおいて研究することが目標であった。その一つの手段が粒子シミュレ-ションであり、このため、低周波・大空間スケ-ルにおいて「非一様・非線形」の超高温プラズマを扱うことが出来るマクロスケ-ル粒子コ-ドの開発を行った。その結果、昭和59年度に開発されたマクロスケ-ル粒子コ-ドの開発が、「ほぼ一様」な密度・磁場分布を持つ磁化プラズマについて、平成元年度中に完成させることができた。それに続いて平成2年度には、密度・磁場の「非一様性」を有する超高温プラズマ中での、巨視的且つ運動論的な非線形象を取り扱うことを目指して、上記計算機コ-ドの改良を行った。すなわち、次の3条件:1)時間の特性サイズが電子の時間スケ-ルに比べて十分大きいこと(△t》ω_<PA>^<ー1>, ω_<PA>^<ー1>)、2)強い密度・磁場の非一様性が扱えること、3)ト-ラス形伏、非円形ポロイダル断面など、自由な形状を扱えること、のなかですでに満たされている1)のほかに2)を満たすようなコ-ドの改良を行った。こうして大筋の作業は完了したが、なお細部及び項目3)については、今後の作業継続が必要である。それは、新設された核融合科学研究所理論シミュレ-ションセンタ-において受け継がれる予定である。
    一方、解析的研究では、高周波電磁場のもとでの動重力によるプラズマ粒子の磁場を横切るドリフト流束の表式を、任意の磁場配位について、粒子像に基づいて求め、それが、流体像で求めたものと矛盾しないことを明らかにした。これにより、従来の理論的混乱に終止符を打つとともに、磁場を横切る輸送に重要な影響を与える両極性径方向電場の原因となる非極性流束を明らかにした。

  41. 自由境界プラズマ不安定性の非線型発展とMHD緩和過程

    研究課題/研究課題番号:01780014  1989年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    草野 完也

  42. 計算機実験による磁気再結合の物理に関する総合的研究

    1988年4月 - 1989年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  43. 逆転磁場ピンチプラズマにおける緩和過程

    1986年4月 - 1988年3月

    科学研究費補助金  奨励研究(A)

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    担当区分:研究代表者 

  44. First Principle Simulation of Cloud and Aerosol Formation

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    資金種別:競争的資金

  45. Theoretical Study of Magnetic Reconnection

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    資金種別:競争的資金

  46. The Understanding of Solar and Planetary Dynamo

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    資金種別:競争的資金

  47. The Understanding and Prediction of Solar Flare Onset

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    資金種別:競争的資金

  48. Self-organization of Plasmas

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    資金種別:競争的資金

  49. Modelings of Space Weather and Space Climate

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    資金種別:競争的資金

  50. Macro- and Micro-Interlocked Simulation of Multi-scale Dynamics

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    資金種別:競争的資金

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担当経験のある科目 (本学) 4

  1. 先端物理学基礎Ⅲ

    2011

  2. プラズマ宇宙物理学

    2011

  3. 先端物理学基礎Ⅲ

    2010

  4. プラズマ宇宙物理学

    2010

担当経験のある科目 (本学以外) 2

  1. 2009年4月 - 2010年3月

  2. 2009年4月 - 2010年3月

 

社会貢献活動 11

  1. 第20回公開セミナー「天文学の最前線」

    2011年8月

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    名古屋市科学館にて公開セミナー「天文学の最前線」を実施し「太陽の謎に挑む現代天文学」について講演すると共に、名古屋大学の天文学研究について説明した。

  2. 太陽研究最前線体験ツアー2011

    2011年8月

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    国立天文台、京都大学、東京大学と協力し、全国の理系大学生を対象に国内の代表的な太陽研究施設を公開すると共に、太陽研究の最前線を説明する連続セミナーを開催した。

  3. お寺で宇宙学

    2011年2月

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    想念寺(名古屋市)にて一般市民を対象に、仏教と科学の関係を考える公開セミナー「お寺で宇宙学」を実施し、「テラで考えるミクロとマクロ~階層的世界は錯覚か?~」について講演した。

  4. 名古屋大学オープンカレッジ

    2010年12月

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    一般市民を対象とした公開講座「母なる星 太陽の不思議な素顔」を実施した。

  5. 太陽地球環境研究所20周年記念一般講演会

    2010年11月

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    太陽地球環境研究所創立20周年を記念した一般講演会において「太陽の謎~ガリレオから未来へ~」と題した講演を行った。

  6. 海洋研究開発機構サイエンスカフェ

    2010年11月

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    海洋研究開発機構横浜研究所の一般公開にて実施されたサイエンスカフェにて「宇宙と地球環境の不思議な関係」について解説した。

  7. 太陽オーロラウィーク2010 陸別町

    2010年10月

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    陸別町銀河の森天文台においてアラスカ上空のオーロラをインタネットで中継すると共に、太陽とオーロラの関係について一般市民の疑問に答える質問コーナーを開催した。

  8. 太陽研究最前線体験ツアー2010

    2010年8月

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    国立天文台、京都大学、東京大学と協力し、全国の理系大学生を対象に国内の代表的な太陽研究施設を公開すると共に、太陽研究の最前線を説明する連続セミナーを開催した。

  9. 太陽研究最前線体験ツアー2009

    2009年11月

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    国立天文台、京都大学、東京大学と協力し、全国の理系大学生を対象に国内の代表的な太陽研究施設を公開すると共に、太陽研究の最前線を説明する連続セミナーを開催した。

  10. セルバンテス文化センター東京 ソルプレサス・デル・コスモス(宇宙の驚異)

    2009年10月

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    カナリアス宇宙物理研究所とインタネットで接続し、スペインと日本の天文学者と共に宇宙物理学の最前線について一般市民に講演した。

  11. 国立天文台レクチャー

    2009年6月

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    太陽活動と地球環境の関係に関して報道関係者へ説明した。

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