2024/10/28 更新

写真a

イワイ カズマサ
岩井 一正
IWAI Kazumasa
所属
宇宙地球環境研究所 基盤研究部門 太陽圏研究部 准教授
大学院担当
大学院理学研究科
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
プロフィール
名古屋大学 宇宙地球環境研究所 太陽圏研究部 准教授。福井県武生市出身。2012年、東北大学大学院理学研究科博士後期課程終了。博士(理学)。国立天文台野辺山太陽電波観測所、情報通信研究機構、米国国立電波天文台を経て2017年4月より現職。専門は、太陽圏物理学、電波天文学。特に電波観測を用いた太陽圏の観測的研究や宇宙天気予報に関する研究をしている。また次世代電波望遠鏡の開発研究も推進している。
外部リンク

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2012年3月   東北大学 ) 

研究キーワード 8

  1. 太陽風,太陽,宇宙天気,宇宙空間,電波望遠鏡, デジタル機器

  2. 電波望遠鏡

  3. 宇宙空間

  4. 宇宙天気

  5. 太陽風

  6. 太陽

  7. データ同化

  8. デジタル機器

研究分野 3

  1. 自然科学一般 / 宇宙惑星科学

  2. 自然科学一般 / 天文学

  3. 社会基盤(土木・建築・防災) / 防災工学

現在の研究課題とSDGs 3

  1. 太陽風の国際観測ネットワークの構築

  2. リアルタイム宇宙天気予報の実用化

  3. 次世代太陽風観測装置の開発

経歴 4

  1. 名古屋大学 宇宙地球環境研究所   太陽圏研究部   准教授

    2017年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 米国国立電波天文台   客員研究員

    2017年1月 - 2017年3月

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    国名:日本国

  3. 情報通信研究機構   電磁波研究所   日本学術振興会特別研究員

    2015年4月 - 2017年3月

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    国名:日本国

  4. 国立天文台   野辺山太陽電波観測所   研究員

    2012年4月 - 2015年3月

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    国名:日本国

学歴 2

  1. 東北大学   理学研究科   地球物理学専攻

    2007年4月 - 2012年3月

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    国名: 日本国

  2. 東北大学   理学部

    2003年4月 - 2007年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 地球電磁気・地球惑星圏学会

  2. 国際天文学連合

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  3. 日本地球惑星科学連合

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  4. 日本天文学会

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委員歴 4

  1. 太陽研究者連絡会   運営委員  

    2021年12月 - 現在   

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    団体区分:その他

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  2. 文部科学省 科学技術・学術政策研究所 科学技術予測センター   専門調査員  

    2020年4月 - 現在   

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    団体区分:政府

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  3. 日本天文学会   天文月報編集委員  

    2019年6月 - 2023年5月   

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    団体区分:学協会

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  4. 国立天文台 研究交流委員会   研究交流委員  

    2018年7月 - 2022年6月   

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受賞 4

  1. 大林奨励賞

    2020年11月   地球電磁気・地球惑星圏学会   先進的電波観測装置の開発に基づく太陽大気および太陽圏の研究

    岩井一正

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  2. 泉萩会奨励賞

    2020年10月   泉萩会 -東北大学理学部物理系同窓会-   地上電波観測に基づく太陽の大気構造およびエネルギー解放過程の研究

    岩井一正

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  3. 学生発表賞(オーロラメダル)

    2012年5月   地球電磁気・地球惑星圏学会   太陽電波Type-Iバーストのスペクトル微細構造

    岩井一正

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  4. 学生発表賞(オーロラメダル)

    2009年5月   地球電磁気・地球惑星圏学会   太陽電波観測用広帯域偏波スペクトル計の開発

    岩井一正

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論文 45

  1. Electron Cyclotron Maser Emission and the Brightest Solar Radio Bursts 査読有り 国際共著

    White, Stephen M., Shimojo, Masumi, Iwai, Kazumasa, Bastian, Timothy S., Fleishman, Gregory D., Gary, Dale E., Magdalenic, Jasmina, Vourlidas, Angelos

        2024年5月

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    出版者・発行元:arXiv e-prints  

    This paper investigates the incidence of coherent emission in solar radio bursts, using a revised catalog of 3800 solar radio bursts observed by the Nobeyama Radio Polarimeters from 1988 to 2023. We focus on the 1.0 and 2.0 GHz data, where radio fluxes of order 10 billion Jansky have been observed. Previous work has suggested that these bursts are due to electron cyclotron maser (ECM) emission. In at least one well studied case, the bright emission at 1 GHz consists of narrowband spikes of millisecond duration. Coherent emission at 1 GHz can be distinguished from traditional incoherent gyrosynchrotron flare emission based on the radio spectrum: gyrosynchrotron emission at 1 GHz usually has a spectrum rising with frequency, so bursts in which 1 GHz is stronger than higher frequency measurements are unlikely to be incoherent gyrosynchrotron. Based on this criterion it is found that, for bursts exceeding 100 sfu, three-quarters of all bursts at 1 GHz and half of all 2 GHz bursts have a dominant coherent emission component, assumed to be ECM. The majority of the very bright bursts at 1 GHz are highly circularly polarized, consistent with a coherent emission mechanism, but not always 100% polarized. The frequency range from 1 to 2 GHz is heavily utilized for terrestrial applications, and these results are relevant for understanding the extreme flux levels that may impact such applications. Further, they provide a reference for comparison with the study of ECM emission from other stars and potentially exoplanets....

    DOI: 10.48550/arXiv.2405.01755

    arXiv

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  2. Comparison of Solar Multifrequency Microwave Data with Other Solar Indices for Understanding Solar and Stellar Microwave Data 査読有り

    Masumi Shimojo, Kosuke Namekata, Kazumasa Iwai, Ayumi Asai, Kyoko Watanabe

    The Astrophysical Journal     2024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/ad2a7a

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  3. Automatic Detection of Type II Solar Radio Burst by Using 1-D Convolution Neutral Network 査読有り

      56 巻 ( 2 ) 頁: 213 - 224   2023年12月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.5303/JKAS.2023.56.2.213

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  4. East–West Asymmetry in Interplanetary-Scintillation-Level Variation Associated with Solar-Wind Disturbances 査読有り

      298 巻 ( 11 )   2023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: 10.1007/s11207-023-02220-8

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11207-023-02220-8/fulltext.html

  5. Forecasting Heliospheric CME Solar-Wind Parameters Using the UCSD Time-Dependent Tomography and ISEE Interplanetary Scintillation Data: The 10 March 2022 CME 査読有り

    Bernard V. Jackson, Munetoshi Tokumaru, Kazumasa Iwai, Matthew T. Bracamontes, Andrew Buffington, Ken’ichi Fujiki, Go Murakami, Daniel Heyner, Beatriz Sanchez-Cano, Mathias Rojo, Sae Aizawa, Nicolas Andre, Alain Barthe, Emmanuel Penou, Andrei Fedorov, Jean-Andre Sauvaud, Shoichiro Yokota, Yoshifumi Saito

    Solar Physics   298 巻 ( 5 )   2023年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Remotely sensed interplanetary scintillation (IPS) data from the Institute for Space-Earth Environmental Research (ISEE), Japan, allows a determination of solar-wind parameters throughout the inner heliosphere. We show the 3D analysis technique developed for these data sets that forecast plasma velocity, density, and component magnetic fields at Earth, as well at the other inner heliospheric planets and spacecraft. One excellent coronal mass ejection (CME) example that occurred on the 10 March 2022 was viewed not only in the ISEE IPS analyses, but also by the spacecraft near Earth that measured the CME arrival at one AU. Solar Orbiter, that was nearly aligned along the Earth radial at 0.45 AU, also measured the CME in plasma density, velocity, and magnetic field. BepiColombo at 0.42 AU was also aligned with the STEREO A spacecraft, and viewed this CME. The instruments used here from BepiColombo include: 1) the European-Space-Agency Mercury-Planetary-Orbiter magnetic field measurements; 2) the Japan Aerospace Exploration Agency Mio spacecraft Solar Particle Monitor that viewed the CME Forbush decrease, and the Mercury Plasma Experiment/Mercury Electron Analyzer instruments that measured particles and solar-wind density from below the spacecraft protective sunshield covering. This article summarizes the analysis using ISEE, Japan real-time data for these forecasts: it provides a synopsis of the results and confirmation of the CME event morphology after its arrival, and discusses how future IPS analyses can augment these results.

    DOI: 10.1007/s11207-023-02169-8

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11207-023-02169-8/fulltext.html

  6. Interplanetary Scintillation Observations of Solar-Wind Disturbances During Cycles 23 and 24 査読有り

    Munetoshi Tokumaru, Ken'ichi Fujiki, Kazumasa Iwai

    SOLAR PHYSICS   298 巻 ( 2 )   2023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:SPRINGER  

    Interplanetary scintillation (IPS) analysis is an effective technique for remotely sensing solar-wind disturbances, such as stream-interaction regions (SIRs) and coronal mass ejections (CMEs), which are the main drivers of space weather. Here, we employed 327-MHz IPS observations conducted at the Institute of Space-Earth Environmental Research, Nagoya University for the period of 1997 - 2019 to determine IPS indices that represent the density-fluctuation level of the inner heliosphere. We then compared these indices with the solar-wind density and speed measured near the Earth. Consequently, we found weak but significant positive correlations between the IPS indices and both the solar-wind density and speed gradient at a time lag of 0 days. This suggests that an increase in IPS indices corresponds to the arrival of the compression region associated with SIR or CME at the Earth, which is consistent with model calculations. Significant negative correlations were observed between the IPS and disturbance storm time (Dst) indices at a time lag of a few days; however, the correlations were too weak to enable reliable predictions of space weather. Possible reasons for these weak correlations are also discussed. Using the IPS indices, we determined the solar-cycle variation in the occurrence rate of solar-wind disturbances for the analysis period. The occurrence rates exhibited two maxima corresponding to the solar maximum and minimum, which are generally consistent with the combined effects of CME and SIR. The lower occurrence rates in Cycle 24 than in Cycle 23 reflect a weaker solar activity. These results suggest that the proposed IPS indices are useful for studying the long-term characteristics of solar-wind disturbances.

    DOI: 10.1007/s11207-023-02116-7

    Web of Science

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  7. Solar observing with the Atacama large millimeter-submillimeter array 査読有り

    T. S. Bastian, M. Shimojo, M. Bárta, S. M. White, K. Iwai

    Frontiers in Astronomy and Space Sciences   9 巻   2022年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    The Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), sited on the high desert plains of Chajnantor in Chile, has opened a new window onto solar physics in 2016 by providing continuum observations at millimeter and sub-millimeter wavelengths with an angular resolution comparable to that available at optical (O), ultraviolet (UV), extreme ultraviolet (EUV), and X-ray wavelengths, and with superior time resolution. In the intervening years, progress has been made testing and commissioning new observing modes and capabilities, in developing data calibration strategies, and in data imaging and restoration techniques. Here we review ALMA current solar observing capabilities, the process by which a user may propose to use the instrument, and summarize the observing process and work flow. We then discuss some of the challenges users may encounter in imaging and analyzing their data. We conclude with a discussion of additional solar observing capabilities and modes under consideration that are intended to further exploit the unique spectral coverage provided by ALMA.

    DOI: 10.3389/fspas.2022.977368

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  8. Magnetohydrodynamic simulation of coronal mass ejections using interplanetary scintillation data observed from radio sites ISEE and LOFAR 査読有り

    Kazumasa Iwai, Richard A. Fallows, Mario M. Bisi, Daikou Shiota, Bernard V. Jackson, Munetoshi Tokumaru, Ken'ichi Fujiki

    Advances in Space Research     2022年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.asr.2022.09.028

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  9. Application of novel interplanetary scintillation visualisations using LOFAR: A case study of merged CMEs from September 2017 査読有り

    R.A. Fallows, K. Iwai, B.V. Jackson, P. Zhang, M.M. Bisi, P. Zucca

    Advances in Space Research     2022年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.asr.2022.08.076

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  10. Over seven decades of solar microwave data obtained with Toyokawa and Nobeyama Radio Polarimeters 査読有り

    Masumi Shimojo, Kazumasa Iwai

    Geoscience Data Journal     2022年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/gdj3.165

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/gdj3.165

  11. Testing the Alfvén-wave Model of the Solar Wind with Interplanetary Scintillation 査読有り

    Munehito Shoda, Kazumasa Iwai, Daikou Shiota

    The Astrophysical Journal   928 巻 ( 2 ) 頁: 130 - 130   2022年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Astronomical Society  

    Abstract

    Understanding the mechanism(s) of solar wind acceleration is important in astrophysics and geophysics. A promising model of solar wind acceleration is known as the wave/turbulence-driven (WTD) model, in which Alfvén waves feed energy to the solar wind. In this study, we tested the WTD model with global measurements of wind speed from interplanetary scintillation (IPS) observations. For Carrington rotations in minimal and maximal activity phases, we selected field lines calculated by the potential-field source-surface method in high and midlatitudes and compared the simulated and observed wind velocities. The simulation was performed in a self-consistent manner by solving the magnetohydrodynamic equations from the photosphere to the solar wind. In high-latitude regions, the simulated solar wind velocity agrees better with the IPS observation than with the classical Wang–Sheeley empirical estimation, both in maximal and minimal activity phases. In midlatitude regions, the agreement worsens, possibly because of the inaccuracy of the WTD model and/or the magnetic-field extrapolation. Our results indicate that the high-latitude solar wind is likely to be driven by waves and turbulence and that the physics-based prediction of the solar wind velocity is highly feasible with an improved magnetic-field extrapolation.

    DOI: 10.3847/1538-4357/ac581e

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac581e/pdf

  12. Global Distribution of the Solar Wind Speed Reconstructed from Improved Tomographic Analysis of Interplanetary Scintillation Observations between 1985 and 2019 査読有り

    Munetoshi Tokumaru, Ken'ichi Fujiki, Masayoshi Kojima, Kazumasa Iwai

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   922 巻 ( 1 )   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)   出版者・発行元:IOP Publishing Ltd  

    Computer-assisted tomography (CAT) for interplanetary scintillation (IPS) observations enables the determination of the global distribution of solar wind speed. We compared solar wind speeds derived from the CAT analysis of IPS observations between 1985 and 2019 with in situ observations conducted by the near-Earth and Ulysses spacecraft. From this comparison, we found that solar wind speeds from the IPS observations for 2009-2019 were systematically higher than the in situ observations, whereas those for the period until 2008 were in good agreement with the in situ observations. Further, we found that the discrepancy between IPS and the in situ observations is improved by changing the power index of the empirical relation between the solar wind speed and density fluctuations. The CAT analysis using an optimal value for the power index determined from the comparison between IPS and in situ observations revealed long-term variations in the solar wind speed distribution over three cycles, leading to a better understanding of the time-varying global heliosphere. We found that polar solar winds become highly anisotropic at the Cycle 24/25 minimum, which is a peculiar aspect of this minimum. The IPS observations showed general agreement with the Parker Solar Probe observations around the perihelion of Orbit 1; this supports the reliability of the CAT analysis. The results of this study suggest that the physical properties of solar wind microturbulence may vary with a long-term decline in the solar activity, which provides important implication on the solar wind acceleration.

    DOI: 10.3847/1538-4357/ac1862

    Web of Science

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  13. BepiColombo’s Cruise Phase: Unique Opportunity for Synergistic Observations 査読有り

    L. Z. Hadid, V. Génot, S. Aizawa, A. Milillo, J. Zender, G. Murakami, J. Benkhoff, I. Zouganelis, T. Alberti, N. André, Z. Bebesi, F. Califano, A. P. Dimmock, M. Dosa, C. P. Escoubet, L. Griton, G. C. Ho, T. S. Horbury, K. Iwai, M. Janvier, E. Kilpua, B. Lavraud, A. Madar, Y. Miyoshi, D. Müller, R. F. Pinto, A. P. Rouillard, J. M. Raines, N. Raouafi, F. Sahraoui, B. Sánchez-Cano, D. Shiota, R. Vainio, A. Walsh

    Frontiers in Astronomy and Space Sciences   8 巻   2021年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    The investigation of multi-spacecraft coordinated observations during the cruise phase of BepiColombo (ESA/JAXA) are reported, with a particular emphasis on the recently launched missions, Solar Orbiter (ESA/NASA) and Parker Solar Probe (NASA). Despite some payload constraints, many instruments onboard BepiColombo are operating during its cruise phase simultaneously covering a wide range of heliocentric distances (0.28 AU–0.5 AU). Hence, the various spacecraft configurations and the combined in-situ and remote sensing measurements from the different spacecraft, offer unique opportunities for BepiColombo to be part of these unprecedented multipoint synergistic observations and for potential scientific studies in the inner heliosphere, even before its orbit insertion around Mercury in December 2025. The main goal of this report is to present the coordinated observation opportunities during the cruise phase of BepiColombo (excluding the planetary flybys). We summarize the identified science topics, the operational instruments, the method we have used to identify the windows of opportunity and discuss the planning of joint observations in the future.

    DOI: 10.3389/fspas.2021.718024

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  14. Venus's induced magnetosphere during active solar wind conditions at BepiColombo's Venus 1 flyby 査読有り

    Martin Volwerk, Beatriz Sanchez-Cano, Daniel Heyner, Sae Aizawa, Nicolas Andre, Ali Varsani, Johannes Mieth, Stefano Orsini, Wolfgang Baumjohann, David Fischer, Yoshifumi Futaana, Richard Harrison, Harald Jeszenszky, Iwai Kazumasa, Gunter Laky, Herbert Lichtenegger, Anna Milillo, Yoshizumi Miyoshi, Rumi Nakamura, Ferdinand Plaschke, Ingo Richter, Sebastian Rojas Mata, Yoshifumi Saito, Daniel Schmid, Daikou Shiota, Cyril Simon Wedlund

    ANNALES GEOPHYSICAE   39 巻 ( 5 ) 頁: 811 - 831   2021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:COPERNICUS GESELLSCHAFT MBH  

    Out of the two Venus flybys that BepiColombo uses as a gravity assist manoeuvre to finally arrive at Mercury, the first took place on 15 October 2020. After passing the bow shock, the spacecraft travelled along the induced magnetotail, crossing it mainly in the Yvso direction. In this paper, the BepiColombo Mercury Planetary Orbiter Magnetometer (MPO-MAG) data are discussed, with support from three other plasma instruments: the Planetary Ion Camera (SERENA-PICAM) of the SERENA suite, the Mercury Electron Analyser (MEA), and the BepiColombo Radiation Monitor (BERM). Behind the bow shock crossing, the magnetic field showed a draping pattern consistent with field lines connected to the interplanetary magnetic field wrapping around the planet. This flyby showed a highly active magnetotail, with e.g. strong flapping motions at a period of similar to 7 min This activity was driven by solar wind conditions. Just before this flyby, Venus's induced magnetosphere was impacted by a stealth coronal mass ejection, of which the trailing side was still interacting with it during the flyby. This flyby is a unique opportunity to study the full length and structure of the induced magnetotail of Venus, indicating that the tail was most likely still present at about 48 Venus radii.

    DOI: 10.5194/angeo-39-811-2021

    Web of Science

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  15. PSTEP: project for solar-terrestrial environment prediction 査読有り

    Kanya Kusano, Kiyoshi Ichimoto, Mamoru Ishii, Yoshizumi Miyoshi, Shigeo Yoden, Hideharu Akiyoshi, Ayumi Asai, Yusuke Ebihara, Hitoshi Fujiwara, Tada-Nori Goto, Yoichiro Hanaoka, Hisashi Hayakawa, Keisuke Hosokawa, Hideyuki Hotta, Kornyanat Hozumi, Shinsuke Imada, Kazumasa Iwai, Toshihiko Iyemori, Hidekatsu Jin, Ryuho Kataoka, Yuto Katoh, Takashi Kikuchi, Yuki Kubo, Satoshi Kurita, Haruhisa Matsumoto, Takefumi Mitani, Hiroko Miyahara, Yasunobu Miyoshi, Tsutomu Nagatsuma, Aoi Nakamizo, Satoko Nakamura, Hiroyuki Nakata, Naoto Nishizuka, Yuichi Otsuka, Shinji Saito, Susumu Saito, Takashi Sakurai, Tatsuhiko Sato, Toshifumi Shimizu, Hiroyuki Shinagawa, Kazuo Shiokawa, Daikou Shiota, Takeshi Takashima, Chihiro Tao, Shin Toriumi, Satoru Ueno, Kyoko Watanabe, Shinichi Watari, Seiji Yashiro, Kohei Yoshida, Akimasa Yoshikawa

    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)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Although solar activity may significantly impact the global environment and socioeconomic systems, the mechanisms for solar eruptions and the subsequent processes have not yet been fully understood. Thus, modern society supported by advanced information systems is at risk from severe space weather disturbances. Project for solar-terrestrial environment prediction (PSTEP) was launched to improve this situation through synergy between basic science research and operational forecast. The PSTEP is a nationwide research collaboration in Japan and was conducted from April 2015 to March 2020, supported by a Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan. By this project, we sought to answer the fundamental questions concerning the solar-terrestrial environment and aimed to build a next-generation space weather forecast system to prepare for severe space weather disasters. The PSTEP consists of four research groups and proposal-based research units. It has made a significant progress in space weather research and operational forecasts, publishing over 500 refereed journal papers and organizing four international symposiums, various workshops and seminars, and summer school for graduate students at Rikubetsu in 2017. This paper is a summary report of the PSTEP and describes the major research achievements it produced.

    DOI: 10.1186/s40623-021-01486-1

    Web of Science

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  16. BepiColombo Science Investigations During Cruise and Flybys at the Earth, Venus and Mercury 査読有り

    Mangano Valeria, Dosa Melinda, Franz Markus, Milillo Anna, Oliveira Joana S., Lee Yeon Joo, McKenna-Lawlor Susan, Grassi Davide, Heyner Daniel, Kozyrev Alexander S., Peron Roberto, Helbert Joern, Besse Sebastien, de la Fuente Sara, Montagnon Elsa, Zender Joe, Volwerk Martin, Chaufray Jean-Yves, Slavin James A., Krueger Harald, Maturilli Alessandro, Cornet Thomas, Iwai Kazumasa, Miyoshi Yoshizumi, Lucente Marco, Massetti Stefano, Schmidt Carl A., Dong Chuanfei, Quarati Francesco, Hirai Takayuki, Varsani Ali, Belyaev Denis, Zhong Jun, Kilpua Emilia K. J., Jackson Bernard V., Odstrcil Dusan, Plaschke Ferdinand, Vainio Rami, Jarvinen Riku, Ivanovski Stavro Lambrov, Madar Akos, Erdos Geza, Plainaki Christina, Alberti Tommaso, Aizawa Sae, Benkhoff Johannes, Murakami Go, Quemerais Eric, Hiesinger Harald, Mitrofanov Igor G., Iess Luciano, Santoli Francesco, Orsini Stefano, Lichtenegger Herbert, Laky Gunther, Barabash Stas, Moissl Richard, Huovelin Juhani, Kasaba Yasumasa, Saito Yoshifumi, Kobayashi Masanori, Baumjohann Wolfgang

    SPACE SCIENCE REVIEWS   217 巻 ( 1 )   2021年2月

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  17. Validation of coronal mass ejection arrival-time forecasts by magnetohydrodynamic simulations based on interplanetary scintillation observations 査読有り

    Iwai Kazumasa, Shiota Daikou, Tokumaru Munetoshi, Fujiki Ken'ichi, Den Mitsue, Kubo Yuki

    EARTH PLANETS AND SPACE   73 巻 ( 1 )   2021年1月

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

    DOI: 10.1186/s40623-020-01345-5

    Web of Science

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1186/s40623-020-01345-5/fulltext.html

  18. Estimating the Temperature and Density of a Spicule from 100 GHz Data Obtained with ALMA 査読有り

    Shimojo Masumi, Kawate Tomoko, Okamoto Takenori J., Yokoyama Takaaki, Narukagel Noriyuki, Sakao Taro, Iwai Kazumasa, Fleishman Gregory D., Shibatas Gazunari

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   888 巻 ( 2 )   2020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: 10.3847/2041-8213/ab62a5

    Web of Science

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  19. Spectral Structures of Type II Solar Radio Bursts and Solar Energetic Particles 査読有り 国際共著 国際誌

    Iwai Kazumasa, Yashiro Seiji, Nitta Nariaki V, Kubo Yuki

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   888 巻 ( 1 )   2020年1月

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

    DOI: 10.3847/1538-4357/ab57ff

    Web of Science

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  20. Coordinated Interplanetary Scintillation Observations in Japan and Russia for Coronal Mass Ejection Events in Early September 2017 査読有り

    Tokumaru Munetoshi, Fujiki Ken'ichi, Iwai Kazumasa, Tyul'bashev Sergey, Chashei Igor

    SOLAR PHYSICS   294 巻 ( 7 )   2019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: 10.1007/s11207-019-1487-6

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  21. Development of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations 査読有り

    Iwai Kazumasa, Shiota Daikou, Tokumaru Munetoshi, Fujiki Ken'ichi, Den Mitsue, Kubo Yuki

    EARTH PLANETS AND SPACE   71 巻   2019年4月

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

    DOI: 10.1186/s40623-019-1019-5

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  22. Comparative Study of Microwave Polar Brightening, Coronal Holes, and Solar Wind over the Solar Poles 査読有り

    Fujiki Ken'ichi, Shibasaki Kiyoto, Yashiro Seiji, Tokumaru Munetoshi, Iwai Kazumasa, Masuda Satoshi

    SOLAR PHYSICS   294 巻 ( 3 )   2019年3月

  23. Solar Polar Brightening and Radius at 100 and 230GHz Observed by ALMA 査読有り

    Selhorst Caius L., Simoes Paulo J. A., Brajsa Roman, Valio Adriana, Gimenez de Castro C. G., Costa Joaquim E. R., Menezes Fabian, Pierre Rozelot Jean, Hales Antonio S., Iwai Kazumasa, White Stephen

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   871 巻 ( 1 )   2019年1月

  24. Detection of Propagating Fast Sausage Waves through Detailed Analysis of a Zebra-pattern Fine Structure in a Solar Radio Burst 査読有り

    Kaneda K., Misawa H., Iwai K., Masuda S., Tsuchiya F., Katoh Y., Obara T.

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   855 巻 ( 2 )   2018年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/2041-8213/aab2a5

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  25. Solar ALMA Observations: Constraining the Chromosphere above Sunspots 査読有り

    Loukitcheva Maria A., Iwai Kazumasa, Solanki Sami K., White Stephen M., Shimojo Masumi

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   850 巻 ( 1 )   2017年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aa91cc

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  26. Variation of the Solar Microwave Spectrum in the Last Half Century 査読有り

    Shimojo Masumi, Iwai Kazumasa, Asai Ayumi, Nozawa Satoshi, Minamidani Tetsuhiro, Saito Masao

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   848 巻 ( 1 )   2017年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/1538-4357/aa8c75

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  27. OCTAD-S: digital fast Fourier transform spectrometers by FPGA 査読有り

    Iwai Kazumasa, Kubo Yuki, Ishibashi Hiromitsu, Naoi Takahiro, Harada Kenichi, Ema Kenji, Hayashi Yoshinori, Chikahiro Yuichi

    EARTH PLANETS AND SPACE   69 巻   頁: 95   2017年7月

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

    DOI: 10.1186/s40623-017-0681-8

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  28. Observing the Sun with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA): Fast-Scan Single-Dish Mapping 査読有り

    S. M. White, K. Iwai, N. M. Phillips, R. E. Hills, A. Hirota, P. Yagoubov, G. Siringo, M. Shimojo, T. S. Bastian, A. S. Hales, T. Sawada, S. Asayama, M. Sugimoto, R. G. Marson, W. Kawasaki, E. Muller, T. Nakazato, K. Sugimoto, R. Brajsa, I. Skokic, M. Barta, S. Kim, A. J. Remijan, I. de Gregorio, S. A. Corder, H. S. Hudson, M. Loukitcheva, B. Chen, B. De Pontieu, G. D. Fleishmann, D. E. Gary, A. Kobelski, S. Wedemeyer, Y. Yan

    SOLAR PHYSICS   292 巻 ( 7 )   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)   出版者・発行元:SPRINGER  

    The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) radio telescope has commenced science observations of the Sun starting in late 2016. Since the Sun is much larger than the field of view of individual ALMA dishes, the ALMA interferometer is unable to measure the background level of solar emission when observing the solar disk. The absolute temperature scale is a critical measurement for much of ALMA solar science, including the understanding of energy transfer through the solar atmosphere, the properties of prominences, and the study of shock heating in the chromosphere. In order to provide an absolute temperature scale, ALMA solar observing will take advantage of the remarkable fast-scanning capabilities of the ALMA 12 m dishes to make single-dish maps of the full Sun. This article reports on the results of an extensive commissioning effort to optimize the mapping procedure, and it describes the nature of the resulting data. Amplitude calibration is discussed in detail: a path that uses the two loads in the ALMA calibration system as well as sky measurements is described and applied to commissioning data. Inspection of a large number of single-dish datasets shows significant variation in the resulting temperatures, and based on the temperature distributions, we derive quiet-Sun values at disk center of 7300 K at lambda = 3 mm and 5900 K at lambda = 1.3 mm. These values have statistical uncertainties of about 100 K, but systematic uncertainties in the temperature scale that may be significantly larger. Example images are presented from two periods with very different levels of solar activity. At a resolution of about 25 '', the 1.3 mm wavelength images show temperatures on the disk that vary over about a 2000 K range. Active regions and plages are among the hotter features, while a large sunspot umbra shows up as a depression, and filament channels are relatively cool. Prominences above the solar limb are a common feature of the single-dish images.

    DOI: 10.1007/s11207-017-1123-2

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  29. ALMA Discovery of Solar Umbral Brightness Enhancement at lambda=3 mm 査読有り 国際共著 国際誌

    Iwai Kazumasa, Loukitcheva Maria, Shimojo Masumi, Solanki Sami K., White Stephen M.

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   841 巻 ( 2 ) 頁: L20   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: 10.3847/2041-8213/aa71b5

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  30. Polarization Characteristics of Zebra Patterns in Type IV Solar Radio Bursts 査読有り

    Kaneda K., Misawa H., Iwai K., Tsuchiya F., Obara T., Katoh Y., Masuda S.

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   842 巻 ( 1 )   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/aa74c1

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  31. The First ALMA Observation of a Solar Plasmoid Ejection from an X-Ray Bright Point 査読有り 国際共著 国際誌

    Shimojo Masumi, Hudson Hugh S., White Stephen M., Bastian Timothy S., Iwai Kazumasa

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   841 巻 ( 1 )   2017年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3847/2041-8213/aa70e3

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  32. The Brightness Temperature of the Quiet Solar Chromosphere at 2.6 mm 査読有り 国際共著 国際誌

    Kazumasa Iwai, Masumi Shimojo, Shinichiro Asayama, Tetsuhiro Minamidani, Stephen White, Timothy Bastian, Masao Saito

    SOLAR PHYSICS   292 巻 ( 1 ) 頁: 22   2017年1月

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

    The absolute brightness temperature of the Sun at millimeter wavelengths is an important diagnostic of the solar chromosphere. Because the Sun is so bright, measurement of this property usually involves the operation of telescopes under extreme conditions and requires a rigorous performance assessment of the telescope. In this study, we establish solar observation and calibration techniques at 2.6 mm wavelength for the Nobeyama 45 m telescope and accurately derive the absolute solar brightness temperature. We tune the superconductor-insulator-superconductor (SIS) receiver by inducing different bias voltages onto the SIS mixer to prevent saturation. Then, we examine the linearity of the receiver system by comparing outputs derived from different tuning conditions. Furthermore, we measure the lunar filled beam efficiency of the telescope using the New Moon, and then derive the absolute brightness temperature of the Sun. The derived solar brightness temperature is 7700 +/- 310 K at 115 GHz. The telescope beam pattern is modeled as a summation of three Gaussian functions and derived using the solar limb. The real shape of the Sun is determined via deconvolution of the beam pattern from the observed map. Such well-calibrated single-dish observations are important for high-resolution chromospheric studies because they provide the absolute temperature scale that is lacking from interferometer observations.

    DOI: 10.1007/s11207-016-1044-5

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  33. Microwave observations of a large-scale coronal wave with the Nobeyama radioheliograph 査読有り

    A. Warmuth, K. Shibasaki, K. Iwai, G. Mann

    ASTRONOMY & ASTROPHYSICS   593 巻   2016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:EDP SCIENCES S A  

    Context. Large-scale globally propagating waves in the solar corona have been studied extensively, mainly using extreme ultraviolet (EUV) observations. In a few events, corresponding wave signatures have been detected in microwave radioheliograms provided by the Nobeyama radioheliograph (NoRH). Several aspects of these observations seem to contradict the conclusions drawn from EUV observations.
    Aims. We investigate whether the microwave observations of global waves are consistent with previous findings.
    Methods. We revisited the wave of 1997 Sep. 24, which is still the best-defined event in microwaves. We obtained radioheliograms at 17 and 34 GHz from NoRH and studied the morphology, kinematics, perturbation profile evolution, and emission mechanism of the propagating microwave signatures.
    Results. We find that the NoRH wave signatures are morphologically consistent with both the associated coronal wave as observed by SOHO/EIT and the Moreton wave seen in H alpha. The NoRH wave is clearly decelerating, which is typically found for large-amplitude coronal waves associated with Moreton waves, and its kinematical curve is consistent with the EIT wavefronts. The perturbation profile shows a pronounced decrease in amplitude. Based on the derivation of the spectral index of the excess microwave emission, we conclude that the NoRH wave is due to optically thick free-free bremsstrahlung from the chromosphere.
    Conclusions. The wavefronts seen in microwave radioheliograms are chromospheric signatures of coronal waves, and their characteristics support the interpretation of coronal waves as large-amplitude fast-mode MHD waves or shocks.

    DOI: 10.1051/0004-6361/201628591

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  34. CORONAL MAGNETIC FIELDS DERIVED FROM SIMULTANEOUS MICROWAVE AND EUV OBSERVATIONS AND COMPARISON WITH THE POTENTIAL FIELD MODEL 査読有り

    Shun Miyawaki, Kazumasa Iwai, Kiyoto Shibasaki, Daikou Shiota, Satoshi Nozawa

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   818 巻 ( 1 )   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)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    We estimated the accuracy of coronal magnetic fields derived from radio observations by comparing them to potential field calculations and the differential emission measure measurements using EUV observations. We derived line-of-sight components of the coronal magnetic field from polarization observations of the thermal bremsstrahlung in the NOAA active region 11150, observed around 3:00 UT on 2011 February 3 using the Nobeyama Radioheliograph at 17 GHz. Because the thermal bremsstrahlung intensity at 17 GHz includes both chromospheric and coronal components, we extracted only the coronal component by measuring the coronal emission measure in EUV observations. In addition, we derived only the radio polarization component of the corona by selecting the region of coronal loops and weak magnetic field strength in the chromosphere along the line of sight. The upper limits of the coronal longitudinal magnetic fields were determined as 100-210 G. We also calculated the coronal longitudinal magnetic fields from the potential field extrapolation using the photospheric magnetic field obtained from the Helioseismic and Magnetic Imager. However, the calculated potential fields were certainly smaller than the observed coronal longitudinal magnetic field. This discrepancy between the potential and the observed magnetic field strengths can be explained consistently by two reasons:. (1) the underestimation of the coronal emission measure resulting from the limitation of the temperature range of the EUV observations, and (2) the underestimation of the coronal magnetic field resulting from the potential field assumption.

    DOI: 10.3847/0004-637X/818/1/8

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  35. CHROMOSPHERIC SUNSPOTS IN THE MILLIMETER RANGE AS OBSERVED BY THE NOBEYAMA RADIOHELIOGRAPH 査読有り

    Kazumasa Iwai, Hideki Koshiishi, Kiyoto Shibasaki, Satoshi Nozawa, Shun Miyawaki, Takuro Yoneya

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   816 巻 ( 2 ) 頁: 91   2016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 investigate the upper chromosphere and the transition region of the sunspot umbra using the radio brightness temperature at 34 GHz (corresponding to 8.8 mm observations) as observed by the Nobeyama Radioheliograph (NoRH). Radio free-free emission in the longer millimeter range is generated around the transition region, and its brightness temperature yields the region's temperature and density distribution. We use the NoRH data at 34 GHz by applying the Steer-CLEAN image synthesis. These data and the analysis method enable us to investigate the chromospheric structures in the longer millimeter range with high spatial resolution and sufficient visibilities. We also perform simultaneous observations of one sunspot using the NoRH and the Nobeyama 45 m telescope operating at 115 GHz. We determine that 115 GHz emission mainly originates from the lower chromosphere while 34 GHz emission mainly originates from the upper chromosphere and transition region. These observational results are consistent with the radio emission characteristics estimated from current atmospheric models of the chromosphere. On the other hand, the observed brightness temperature of the umbral region is almost the same as that of the quiet region. This result is inconsistent with current sunspot models, which predict a considerably higher brightness temperature of the sunspot umbra at 34 GHz. This inconsistency suggests that the temperature of the region at which the 34 GHz radio emission becomes optically thick should be lower than that predicted by the models.

    DOI: 10.3847/0004-637X/816/2/91

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  36. FREQUENCY DEPENDENCE OF POLARIZATION OF ZEBRA PATTERN IN TYPE-IV SOLAR RADIO BURSTS 査読有り

    Kazutaka Kaneda, H. Misawa, K. Iwai, F. Tsuchiya, T. Obara

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   808 巻 ( 2 )   2015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:IOP PUBLISHING LTD  

    We investigated the polarization characteristics of a zebra pattern (ZP) in a type-IV solar radio burst observed with AMATERAS on 2011 June 21 for the purpose of evaluating the generation processes of ZPs. Analyzing highly resolved spectral and polarization data revealed the frequency dependence of the degree of circular polarization and the delay between two polarized components for the first time. The degree of circular polarization was 50%-70% right-handed and it varied little as a function of frequency. Cross-correlation analysis determined that the left-handed circularly polarized component was delayed by 50-70 ms relative to the right-handed component over the entire frequency range of the ZP and this delay increased with the frequency. We examined the obtained polarization characteristics by using pre-existing ZP models and concluded that the ZP was generated by the double-plasma-resonance process. Our results suggest that the ZP emission was originally generated in a completely polarized state in the O-mode and was partly converted into the X-mode near the source. Subsequently, the difference between the group velocities of the O-mode and X-mode caused the temporal delay.

    DOI: 10.1088/2041-8205/808/2/L45

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  37. SOLAR MICRO-TYPE III BURST STORMS AND LONG DIPOLAR MAGNETIC FIELD IN THE OUTER CORONA 査読有り

    A. Morioka, Y. Miyoshi, K. Iwai, Y. Kasaba, S. Masuda, H. Misawa, T. Obara

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   808 巻 ( 2 )   2015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:IOP PUBLISHING LTD  

    Solar micro-type III radio bursts are elements of the so-called type III storms and are characterized by short-lived, continuous, and weak emissions. Their frequency of occurrence with respect to radiation power is quite different from that of ordinary type III bursts, suggesting that the generation process is not flare-related, but due to some recurrent acceleration processes around the active region. We examine the relationship of micro-type III radio bursts with coronal streamers. We also explore the propagation channel of bursts in the outer corona, the acceleration process, and the escape route of electron beams. It is observationally confirmed that micro-type III bursts occur near the edge of coronal streamers. The magnetic field line of the escaping electron beams is tracked on the basis of the frequency drift rate of micro-type III bursts and the electron density distribution model. The results demonstrate that electron beams are trapped along closed dipolar field lines in the outer coronal region, which arise from the interface region between the active region and the coronal hole. A 22 year statistical study reveals that the apex altitude of the magnetic loop ranges from 15 to 50 R-S. The distribution of the apex altitude has a sharp upper limit around 50 RS suggesting that an unknown but universal condition regulates the upper boundary of the streamer dipolar field.

    DOI: 10.1088/0004-637X/808/2/191

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  38. OBSERVATION OF THE CHROMOSPHERIC SUNSPOT AT MILLIMETER RANGE WITH THE NOBEYAMA 45 m TELESCOPE 査読有り

    Kazumasa Iwai, Masumi Shimojo

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   804 巻 ( 1 ) 頁: 48   2015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  

    The brightness temperature of the radio free-free emission at millimeter range is an effective tool for characterizing the vertical structure of the solar chromosphere. In this paper, we report on the first single-dish observation of a sunspot at 85 and 115 GHz with sufficient spatial resolution for resolving the sunspot umbra using the Nobeyama 45 m telescope. We used radio attenuation material, i.e., a solar filter, to prevent the saturation of the receivers. Considering the contamination from the plage by the side lobes, we found that the brightness temperature of the umbra should be lower than that of the quiet region. This result is inconsistent with the preexisting atmospheric models. We also found that the brightness temperature distribution at millimeter range strongly corresponds to the ultraviolet continuum emission at 1700 angstrom, especially at the quiet region.

    DOI: 10.1088/0004-637X/804/1/48

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  39. Coronal magnetic field and the plasma beta determined from radio and multiple satellite observations 招待有り 査読有り

    Iwai Kazumasa, Shibasaki, K., Nozawa, S., Takahashi, T., Sawada, S., Kitagawa, J., Miyawaki, S. and Kashiwagi, H.

    Earth Planets and Space   66 巻   頁: 149   2014年11月

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

    DOI: 10.1186/s40623-014-0149-z

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  40. SPECTRAL STRUCTURES AND THEIR GENERATION MECHANISMS FOR SOLAR RADIO TYPE-I BURSTS 査読有り

    K. Iwai, Y. Miyoshi, S. Masuda, F. Tsuchiya, A. Morioka, H. Misawa

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   789 巻 ( 1 ) 頁: 4   2014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 fine spectral structures of solar radio type-I bursts were observed by the solar radio telescope AMATERAS. The spectral characteristics, such as the peak flux, duration, and bandwidth, of the individual burst elements were satisfactorily detected by the highly resolved spectral data of AMATERAS with the burst detection algorithm that is improved in this study. The peak flux of the type-I bursts followed a power-law distribution with a spectral index of 2.9-3.3, whereas their duration and bandwidth were distributed more exponentially. There were almost no correlations between the peak flux, duration, and bandwidth. That means there was no similarity in the shapes of the burst spectral structures. We defined the growth rate of a burst as the ratio between its peak flux and duration. There was a strong correlation between the growth rate and peak flux. These results suggest that the free energy of type-I bursts that is originally generated by nonthermal electrons is modulated in the subsequent stages of the generation of nonthermal electrons, such as plasma wave generation, radio wave emissions, and propagation. The variation of the timescale of the growth rate is significantly larger than that of the coronal environments. These results can be explained by the situation wherein the source region may have the inhomogeneity of an ambient plasma environment, such as the boundary of open and closed field lines, and the superposition of entire emitted bursts was observed by the spectrometer.

    DOI: 10.1088/0004-637X/789/1/4

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  41. GENERATION MECHANISM OF THE SLOWLY DRIFTING NARROWBAND STRUCTURE IN THE TYPE IV SOLAR RADIO BURSTS OBSERVED BY AMATERAS 査読有り

    Y. Katoh, K. Iwai, Y. Nishimura, A. Kumamoto, H. Misawa, F. Tsuchiya, T. Ono

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   787 巻 ( 1 )   2014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 investigate the type IV burst event observed by AMATERAS on 2011 June 7, and reveal that the main component of the burst was emitted from the plasmoid eruption identified in the EUV images of the Solar Dynamics Observatory (SDO)/AIA. We show that a slowly drifting narrowband structure (SDNS) appeared in the burst's spectra. Using statistical analysis, we reveal that the SDNS appeared for a duration of tens to hundreds of milliseconds and had a typical bandwidth of 3 MHz. To explain the mechanism generating the SDNS, we propose wave-wave coupling between Langmuir waves and whistler-mode chorus emissions generated in a post-flare loop, which were inferred from the similarities in the plasma environments of a post-flare loop and the equatorial region of Earth's inner magnetosphere. We assume that a chorus element with a rising tone is generated at the top of a post-flare loop. Using the magnetic field and plasma density models, we quantitatively estimate the expected duration of radio emissions generated from coupling between Langmuir waves and chorus emissions during their propagation in the post-flare loop, and we find that the observed duration and bandwidth properties of the SDNS are consistently explained by the proposed generation mechanism. While observations in the terrestrial magnetosphere show that the chorus emissions are a group of large-amplitude wave elements generated naturally and intermittently, the mechanism proposed in the present study can explain both the intermittency and the frequency drift in the observed spectra.

    DOI: 10.1088/0004-637X/787/1/45

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  42. Measurements of Coronal and Chromospheric Magnetic Fields Using Polarization Observations by the Nobeyama Radioheliograph 査読有り

    Kazumasa Iwai, Kiyoto Shibasaki

    PUBLICATIONS OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF JAPAN   65 巻 ( SP1 ) 頁: S14   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)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Coronal and chromospheric magnetic fields are derived from polarization and spectral observations of the thermal free free emission using the Nobeyama Radioheliograph (NoRH). In magnetized plasma, the ordinary and extraordinary modes of free free emission have different optical depths. This creates a circularly polarized component in an atmosphere with a temperature gradient. We observed an active region on 2012 April 13 to derive its coronal and chromospheric magnetic fields. The observed degree of circular polarization was between 0.5% and 1.7%. The radio circular polarization images were compared with ultraviolet images observed by the Atmospheric Imaging Assembly and the photospheric magnetic field observed by the Helioseismic and Magnetic Imager, both on board the Solar Dynamic Observatory. At the edge of the active region, the radio circular polarization was emitted mainly from coronal loops, and the coronal magnetic field was derived to be about 70 G. At the center of the active region, the chromospheric and coronal components cannot be separated. The derived magnetic field is about 20% to 50% of the corresponding photospheric magnetic field, which is an emission-measure-weighted average of the coronal and chromospheric magnetic fields.

    DOI: 10.1093/pasj/65.sp1.S14

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  43. PEAK FLUX DISTRIBUTIONS OF SOLAR RADIO TYPE-I BURSTS FROM HIGHLY RESOLVED SPECTRAL OBSERVATIONS 査読有り

    K. Iwai, S. Masuda, Y. Miyoshi, F. Tsuchiya, A. Morioka, H. Misawa

    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS   768 巻 ( 1 ) 頁: L2   2013年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    Solar radio type-I bursts were observed on 2011 January 26 by high resolution observations with the radio telescope AMATERAS in order to derive their peak flux distributions. We have developed a two-dimensional auto burst detection algorithm that can distinguish each type-I burst element from complex noise storm spectra that include numerous instances of radio frequency interference (RFI). This algorithm removes RFI from the observed radio spectra by applying a moving median filter along the frequency axis. Burst and continuum components are distinguished by a two-dimensional maximum and minimum search of the radio dynamic spectra. The analysis result shows that each type-I burst element has one peak flux without double counts or missed counts. The peak flux distribution of type-I bursts derived using this algorithm follows a power law with a spectral index between 4 and 5.

    DOI: 10.1088/2041-8205/768/1/L2

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  44. IPRT/AMATERAS: A New Metric Spectrum Observation System for Solar Radio Bursts 査読有り

    K. Iwai, F. Tsuchiya, A. Morioka, H. Misawa

    SOLAR PHYSICS   277 巻 ( 2 ) 頁: 447 - 457   2012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  

    A new radio spectropolarimeter for solar radio observation has been developed at Tohoku University and installed on the Iitate Planetary Radio Telescope (IPRT) at the Iitate observatory in Fukushima prefecture, Japan. This system, named AMATERAS (the Assembly of Metric-band Aperture TElescope and Real-time Analysis System), enables us to observe solar radio bursts in the frequency range between 150 and 500 MHz. The minimum detectable flux in the observation frequency range is less than 0.7 SFU with an integration time of 10 ms and a bandwidth of 61 kHz. Both left and right polarization components are simultaneously observed in this system. These specifications are accomplished by combining the large aperture of IPRT with a high-speed digital receiver. Observational data are calibrated and archived soon after the daily observation. The database is available online. The high-sensitivity observational data with the high time and frequency resolutions from AMATERAS will be used to analyze spectral fine structures of solar radio bursts.

    DOI: 10.1007/s11207-011-9919-y

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  45. SOLAR RADIO TYPE-I NOISE STORM MODULATED BY CORONAL MASS EJECTIONS 査読有り

    K. Iwai, Y. Miyoshi, S. Masuda, M. Shimojo, D. Shiota, S. Inoue, F. Tsuchiya, A. Morioka, H. Misawa

    ASTROPHYSICAL JOURNAL   744 巻 ( 2 ) 頁: 167   2012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  

    The first coordinated observations of an active region using ground-based radio telescopes and the Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) satellites from different heliocentric longitudes were performed to study solar radio type-I noise storms. A type-I noise storm was observed between 100 and 300 MHz during a period from 2010 February 6 to 7. During this period the two STEREO satellites were located approximately 65. (ahead) and -70 degrees (behind) from the Sun-Earth line, which is well suited to observe the earthward propagating coronal mass ejections (CMEs). The radio flux of the type-I noise storm was enhanced after the preceding CME and began to decrease before the subsequent CME. This time variation of the type-I noise storm was directly related to the change of the particle acceleration processes around its source region. Potential-field source-surface extrapolation from the Solar and Heliospheric Observatory/ Michelson Doppler Imager (SOHO/ MDI) magnetograms suggested that there was a multipolar magnetic system around the active region from which the CMEs occurred around the magnetic neutral line of the system. From our observational results, we suggest that the type-I noise storm was activated at a side-lobe reconnection region that was formed after eruption of the preceding CME. This magnetic structure was deformed by a loop expansion that led to the subsequent CME, which then suppressed the radio burst emission.

    DOI: 10.1088/0004-637X/744/2/167

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書籍等出版物 2

  1. Solar-terrestrial environmental prediction

    Kusano, Kanya( 範囲: Structure of Solar Atmosphere and Magnetic Phenomena)

    Springer  2023年2月  ( ISBN:9789811977640

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    総ページ数:xxiv, 462 p.   記述言語:英語

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  2. 太陽地球圏環境予測 オープン・テキストブック

    ( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 3.1.5 太陽風と太陽圏)

    2021年8月 

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MISC 12

  1. Database of Solar Radio Bursts Observed by Solar Radio Spectro-polarimeter AMATERAS 査読有り

    Tsuchiya, F, H. Misawa, T. Obara, K. Iwai, K. Kaneda, S. Matsumoto, A. Kumamoto, Y. Katoh, M. Yagi, B. Cecconi  

    Planetary Radio Emission 8   頁: 445 - 453   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(国際会議プロシーディングズ)  

    DOI: 10.1553/PRE8s445

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  2. An FFT Circuit for a Spectrometer of a Radio Telescope using the Nested RNS including the Constant Division. 査読有り

    Hiroki Nakahara, Hiroyuki Nakanishi, Kazumasa Iwai, Tsutomu Sasao  

    SIGARCH Computer Architecture News44 巻 ( 4 ) 頁: 44 - 49   2016年

  3. An FFT Circuit Using Nested RNS in a Digital Spectrometer for a Radio Telescope 査読有り

    岩井 一正  

    2016 IEEE 46TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MULTIPLE-VALUED LOGIC (ISMVL 2016)   頁: 60 - 65   2016年

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  4. An RNS FFT Circuit Using LUT Cascades Based on a Modulo EVMDD. 査読有り

    Hiroki Nakahara,Tsutomu Sasao,Hiroyuki Nakanishi,Kazumasa Iwai  

    2015 IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic, Waterloo, ON, Canada, May 18-20, 20152015-September 巻   頁: 97 - 102   2015年9月

  5. 電波望遠鏡用AWF型デジタル分光器に関して (VLSI設計技術)

    中原 啓貴, 中西 裕之, 岩井 一正  

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報114 巻 ( 426 ) 頁: 67 - 72   2015年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電波望遠鏡は天体から放射される電波を受信し,分光器を用いてスペクトル解析を行う装置である.既存の分光器は受信した電波に対し,まず,窓関数(Window function)をかけ,高速フーリエ変換(FFT)を行う.そして,ノイズを除去するため,周波数スペクトルの積算処理(Accumulation)を行う.この順序で処理を行う分光器をWFA型分光器という.WFA型分光器は国際開発プロジェクトCASPERにてFPGAボードを用いて実現されており,様々な電波望遠鏡で利用されている.しかしAD変換器の高速化が進んでおり,数百MHzで動作するFPGAと数十GHzで動作するAD変換器間でギャップが生じているためP並列FFTを用いている.パイプライン方式のN点FFTをP個FPGAに実現するにはメモリ量O(N)のオンチップメモリがPlogN個必要であるためボトルネックとなっていた,本論文では,計算順序を入れ替えたAWF型分光器を提案する.AWF型分光器は時間領域で積算処理を行ってノイズを除去してからFFTを行う.AWF型分光器は逐次実行するFFTを用いることが出来るため,オンチップメモリをオフチップメモリで実現できる.CASPERで公開されているROACH2ボード上にAWF型分光器を実装して従来のWFA型分光器を比較を行い,提案手法が優れていることを明らかにする.

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  6. Towards the intensity interferometry at terahertz wavelengths

    Hajime Ezawa, Hiroshi Matsuo, Kiyoto Shibasaki, Kazumasa Iwai, Masumi Shimojo, Noriyuki Shinohara, Mareki Honma, Yasuhiro Murata  

    26th International Symposium on Space Terahertz Technology, ISSTT 2015   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:International Symposium on Space Terahertz Technology  

    Results from the intensity interferometry experiment carried out with Nobeyama Radioheliograph (NoRH) is presented and discussed. Intensity interferometry is one of the key technologies to aim for future terahertz astronomy with high sensitivity and high image resolution. Proposed concept is to realize intensity interferometry by observing the photon bunches emitted from the thermal emission in terahertz region. This concept was proved by our experiment held with NoRH, which shows that complex visibility can be obtained even by intensity interferometry. This is the first step towards realizing intensity interferometers in terahertz wavelength. Future extension of this work includes to realize a prototype intensity interferometer with direct detectors and evaluate the performance with terahertz waves. Intensity interferometers well suits to space-borne telescopes, where each antennas can be built and operated individually, similar to VLBI systems. Direct detectors can be employed to achieve high sensitivity observations from space.

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  7. Introduction to terahertz intensity interferometry

    Hiroshi Matsuo, Hajime Ezawa, Kiyoto Shibasaki, Kazumasa Iwai, Masumi Shimojo, Noriyuki Shinohara, Mareki Honma, Yasuhiro Murata  

    Optics InfoBase Conference Papers2019 巻   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:OSA - The Optical Society  

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  8. An AWF Digital Spectrometer for a Radio Telescope 査読有り

    Nakahara Hiroki, Nakanishi Hiroyuki, Iwai Kazumasa  

    2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECONFIGURABLE COMPUTING AND FPGAS (RECONFIG)   2014年

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  9. 太陽電波バースト測定用電波望遠鏡の分光器における並列FFTに関して (リコンフィギャラブルシステム)

    中原 啓貴, 知識 陽平, 岩井 一正, 中西 裕之  

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報113 巻 ( 325 ) 頁: 1 - 6   2013年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電波望遠鏡は天体から放射される電波を受信し,解析を行う装置である.分光器は受信した電波に対してFFTを行い,周波数スペクトルを出力する,太陽電波バーストは極めて短時間に変化する現象であるため,時間分解能に優れた高速なFFTが必要である.本論文では,Six-Step FFTアルゴリズムに基づく並列FFT回路の実現法について述べる.提案FFTはN点FFTを6ステージのパイプライン処理で実行する.第1,3,6ステージは転置回路で実現する.第2,5ステージはP並列√<N>点FFTで実現する.第4ステージはP点ひねり係数回路で実現する.提案回路は転置回路を必要とするが,N点FFTを√<N>点FFTに分解するため,FFT回路の面積を押さえることができ,並列化実現に向く.提案並列FFTをXilinx社Virtex 7 VC707評価ボードに実装して既存手法と比較を行い,提案並列FFTは4.52〜22.64倍高速であった.

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  10. EUREKA AMATERASが切り拓く新しい太陽の電波天文学

    岩井 一正  

    天文月報106 巻 ( 11 ) 頁: 725 - 732   2013年11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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  11. A HIGH-SPEED FFT BASED ON A SIX-STEP ALGORITHM: APPLIED TO A RADIO TELESCOPE FOR A SOLAR RADIO BURST 査読有り

    Nakahara Hiroki, Iwai Kazumasa, Nakanishi Hiroyuki  

    PROCEEDINGS OF THE 2013 INTERNATIONAL CONFERENCE ON FIELD-PROGRAMMABLE TECHNOLOGY (FPT)   頁: 430 - 433   2013年

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  12. Survey of Accelerated Particles in a Solar Active Region Using Hinode/XRT and Ground-Based Type-I Radio Burst Observations

    Kazumasa Iwai, Hiroaki Misawa, Fuminori Tsuchiya, Akira Morioka, Satoshi Masuda, Yoshizumi Miyoshi  

    HINODE-3: THE 3RD HINODE SCIENCE MEETING454 巻   頁: 249 - 252   2012年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ASTRONOMICAL SOC PACIFIC  

    The relationships between solar radio type-I bursts and soft X-ray activities were investigated using Hinode/XRT and a ground-based radio telescope belonging to Tohoku University. Although a type-I burst is thought to be generated by high energy non-thermal electrons in the solar corona, the counterpart of this radio burst in X-rays or EUV have yet to be identified. In this study, we found some small scale soft X-ray activities on the XRT images around the onset time of the type-I burst when 10 percent of the soft X-ray flux enhancement around the onset time of the radio burst is defined as a burst-related activity. However, the causal relationship between the observed soft X-ray activities and the onset of the type-I burst are unclear, and more simultaneous observations of radio bursts and X-rays are needed to investigate the coronal counterpart of the type-I burst.

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 多方向電波観測装置の開発による太陽嵐の物理機構の解明

    2020年10月 - 2022年3月

    自然科学研究助成 

    岩井一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4000000円 ( 直接経費:4000000円 )

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科研費 9

  1. 革新的電波観測による太陽嵐予測の実現 国際共著

    研究課題/研究課題番号:24H00022  2024年4月 - 2029年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    岩井 一正, 藤木謙一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:205660000円 ( 直接経費:158200000円 、 間接経費:47460000円 )

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  2. 宇宙版気象レーダーとデータ同化シミュレーションによる月面気象予報への挑戦

    研究課題/研究課題番号:22K18869  2022年6月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    岩井 一正

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

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  3. 先端のデジタル信号処理を用いた電波観測による太陽嵐3次元構造の解明

    研究課題/研究課題番号:21H04517  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    岩井一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  4. 先端情報通信技術を用いた宇宙災害予測:宇宙版気象レーダーへの挑戦

    研究課題/研究課題番号:19K22028  2019年6月 - 現在

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    岩井 一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    情報通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。この宇宙空間では太陽の爆発現象に伴う爆風が「太陽嵐」となって地球に到達し、人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。この太陽嵐を地球近傍に到達する前に予報することが本研究の目的である。そこで本研究では太陽嵐が電波を散乱しやすいという性質を利用し、地上電波観測から地球に接近中の太陽嵐を検出し早期予報を実現する。特に、一度に多数の方向を観測できる「デジタルフェーズドアレイ」の信号処理装置を開発し、研究代表者らが運用する電波望遠鏡に搭載することで、太陽嵐の広がりや接近速度を導出し、正確な到来予報を可能にする。
    本計画では、宇宙空間において太陽が原因で発生する災害の早期予報を目的とした「宇宙気象レーダー装置」の開発を行っている。情報通信衛星、宇宙ステーション、民間による宇宙旅行など、我々の生活基盤は近年急速に宇宙空間に進出している。太陽ではフレアと呼ばれる爆発現象が頻発し、その爆風が「太陽嵐」となって地球に到達する。このとき宇宙空間では地上でいうゲリラ豪雨のような激しい環境変動が発生し、衛星障害など人類の宇宙活動に深刻な影響が生じる。太陽フレアの発生は事前の予知が難しく、地球に到来する直前に、ようやく予報が可能となる。太陽嵐はまさに「宇宙版のゲリラ豪雨」と言える。この太陽嵐を地球近傍に到達する前に予報することが本研究の目的である。太陽嵐は希薄な電離した大気の塊のため電波を散乱する。そのため、天体観測中に太陽嵐が天体と地球の間を通過すると、散乱によって電波強度が激しく変動する。本研究ではこの散乱現象を地上電波観測で捉えることで、予報を実現する。
    計画初年度にあたる本年度は、気象レーダーで用いられるデジタルフェーズドアレイを参考に、汎用デジタルボードに多数の信号を並列解析する回路を実装した装置を低コストに開発するための開発研究を行った。特にデジタル回路に実装するアルゴリズムの検討と、意図した方向にビームを形成するためにアルゴリズムに与える設定パラメータの検討を行った。この結果、同時に4方向を観測できるデジタルビームフォーム装置の開発に成功した。本装置を用いると、1回の太陽嵐の観測時間を1/4に短縮でき、太陽嵐到来までに多数のスキャンが可能となるため、時事刻々と近づいてくる太陽嵐の表面の時間変動(=接近速度)が導出できる。更にデータを即時解析できる本装置のデータを日本の宇宙天気予報システムに組み込むことで、その精度向上に寄与し、人工衛星の運用効率の向上などの波及効果が期待出来る。
    計画初年度にあたる本年度は、気象レーダーで用いられるデジタルフェーズドアレイを参考に、汎用デジタルボードに多数の信号を並列解析する回路を実装した装置を低コストに開発するための開発研究を行った。特に多数の入力信号をフーリエ変換し、相関処理を行い、遅延テーブルを乗算し、合成することで、合成ビームを形成する一連の処理を高速かつ並列に行うデジタル回路をFPGA上に実装し、正常に動作させることに成功した。このデジタル演算アルゴリズムの開発は本研究の中核をなすものであり、初年度に完了したことは大きな進捗である。
    一方で、新型コロナウイルスの影響で、年度内に納品予定だった装置の一部が納品できなくなり、年度内に予算が執行できない事態となった。しかし、これらの装置は令和2年度の前半に全て納入される目処が立ち、実験に大きな影響は与えない。
    以上より、本研究計画はおおむね順調に進展していると言える。
    初年度に開発した装置を、応募者が率いるグループが保有する電波望遠鏡に搭載し、電波観測による実験を行う。特に同時に4方向の天体を観測可能にするデジタルマルチビームフォーミング技術の確立を目指し実験を行う。この機能を活用することで太陽嵐到来までに複数のスキャンが可能となるため、時事刻々と近づいてくる太陽嵐の表面の時間変動(=接近速度)が導出できる。並行して、ビームフォームの効率を向上させるためのデジタル回路の再検討を実施する。
    これらの開発・初期観測結果をまとめ、論文にする。またその論文を国際研究集会などで発表する。更に関連する分野の将来計画に対して提言を行う。

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  5. 次世代フェーズドアレイ電波望遠鏡の開発による太陽嵐伝搬過程の解明

    研究課題/研究課題番号:18H01266  2018年4月 - 2021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)

    岩井 一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    太陽面爆発「フレア」では太陽大気の一部が吹き飛ばされ(CME)、太陽から吹き出す風「太陽風」に乗って地球にも到来し、地球周辺環境に深刻な影響を与える。本研究ではCMEが電波天体と地球との間を通過する際に、電波天体からの電波が散乱される現象を観測し、CMEの伝搬過程を解明することを目的としている。そして、その観測の超高性能化を実現するために、デジタルフェーズドアレイ技術を用いた電波の多方向同時観測装置の開発を行っている。
    本研究では計画初年度に当たる昨年度、多数のアンテナからの電波入力信号をデジタル化し、リアルタイムに解析することで、任意の方向に複数のビームを作るリアルタイム受信機の設計及び開発を行った。その結果、当初の目的を達成しうる試作機の設計に成功した。本年度は、この設計に基づきFPGAとAD変換器を用いたデジタルボードによる試作機の開発を行った。その結果、当初の目標性能を達成できる信号処理装置が完成した。本装置は従来のデジタルフェーズドアレイ装置に比べて小型で、かつ極めて安価であり、量産によって超高性能なフェーズドアレイ観測ができる可能性がある。現在、本装置の開発結果を論文にまとめている。
    並行して、本装置を搭載可能な小型のアンテナを開発し、デジタルフェーズドアレイ装置を搭載することで、フェーズドアレイ観測による天体検出の実証実験を行うための小型アンテナの設計を行った。その結果、適当な大きさのアンテナ形状が有限要素法を用いた電磁界シミュレーションによって導出され、数個の候補に絞ることができた。

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  6. 電波観測を用いたデータ同化型太陽嵐到来予測モデルの構築

    研究課題/研究課題番号:18H04442  2018年4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)

    岩井 一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    通信衛星に代表されるように、我々の生活基盤は、宇宙空間の環境に依存している。そのため、太陽活動に起因する擾乱(太陽嵐)の地球周辺への到来予測が重要である。本研究では応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を、電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発することで、太陽起因の擾乱現象の地球への到来予報精度を向上させることを目的として以下の研究を行った。
    計画初年度には、応募者らが電波観測する宇宙空間を伝搬中の太陽嵐の情報を電磁流体シミュレーションと連結する「データ同化型宇宙天気モデル」を開発を行い、完成させることに成功した。本モデルをまとめた論文が今年度に出版された。
    また、本年度は過去の太陽嵐イベントに対して、本モデルで擬似的に予報を行い、電波観測データを同化することでどのように予報精度が向上するか、性能評価を行った。まず、過去に観測された太陽嵐のイベントリストから地球に向かって放出されたイベントを抽出した予報対象イベントリストを作り、次にそのリストのイベントに対して、電波観測データを同化しないモデルと、本研究で開発した電波観測データを同化するモデルで擬似的に予報を行い、それぞれのモデルの予報到達時間を実際の太陽嵐の到達時間と比較することで、電波観測データが予報結果に与える影響を調査した。その結果、現在最大で10時間以上にもなる太陽嵐到達予報時刻の誤差を5時間以下まで向上できることを明らかにした。本結果を論文にまとめて、現在査読付き国際誌に投稿中である。
    並行して、情報通信研究機構の宇宙天気予報センターにて本モデルでリアルタイムに予報を行いその結果を発信するシステムを構築した。今後、人工衛星事業者など宇宙天気予報情報を必要とする多くの利用者に役立てられることが期待される。
    令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

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  7. 超高速並列デジタル分光計による太陽電波微細バースト研究

    研究課題/研究課題番号:16K17813  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    岩井 一正

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    本課題ではアナログデジタル変換器と、高速で信号を処理できるFPGAを組み合わせることで、入力信号をリアルタイムでデジタル化し高速フーリエ変換する「デジタル分光計」を開発た。その結果、時間分解能、周波数分解能だけでなく、実効ダイナミックレンジ、高調波特性、安定性などにおいても従来型の一般的な周波数解析装置に比べ高い性能を持つ装置の開発に成功し、この結果をまとめて論文として出版した。本装置を情報通信研究機構の保有する太陽電波望遠鏡に搭載し、太陽電波の連続観測を行った。その結果、多数の太陽電波バーストのスペクトル微細構造を検出することに成功した。
    本研究で開発したデジタル分光計を搭載した太陽電波望遠鏡は、世界で最も高分解に太陽電波バーストのスペクトル観測が可能となった。本装置を用いて太陽観測を行った結果、太陽電波バースト中に既存装置では分解不可能だった多数のスペクトル微細構造がることを同定した。これらの科学成果は学術的に非常にインパクトが高く、結果が査読誌に掲載された。
    開発したデジタル分光計は共同開発企業が製品として販売し、電波天文学はもとより、信号を高速処理する必要のある広い分野で応用が広がっている。

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  8. 電波観測を用いたリアルタイム宇宙天気予報システムの構築

    研究課題/研究課題番号:15J09524  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    岩井 一正

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    太陽の大気コロナでは、フレアに代表される爆発現象や、コロナ質量放出(以下CME)と呼ばれるプラズマ雲の放出現象が発生する。その過程では、強い電波放射(太陽電波バースト)が発生する。粒子の伝搬速度よりも電波の伝搬速度は速いため、電波バーストの検出は宇宙天気災害の有効な予報手段となる。
    山川望遠鏡は受け入れ研究機関であるNICTが新たに開発した太陽電波望遠鏡である。観測周波数帯域は70MHz - 9GHzであり、フレアに起因する太陽電波バーストの発生周波数帯域をほぼ全てカバーできる。本望遠鏡にはFPGAを用いた最新鋭のデジタル分光計OCTAD-Sが搭載され、観測する全帯域で8msの時間分解能で連続観測が可能である。本年度はこの新型分光計の性能評価および査読論文への投稿を行った。論文は現在査読中である。論文化と並行して山川望遠鏡を用いた太陽電波バーストの定常観測を行った。その結果、多数の電波バーストの受信に成功した。特に2016年4月18日に発生した太陽フレアに伴う電波バーストは、NICTが毎日行っている宇宙天気予報の直前に発生した。そのため関連する太陽フレアによって発生した高エネルギー粒子の地球への到来を、電波バーストの情報から到来前に予測し、予報発令に反映させることに成功した。この予報成功は本研究の重要な目的の達成を意味する。今後は電波バーストの自動認識システムを付加することで、粒子の到来前予測の例を増やすことが課題である。
    この他、山川望遠鏡と相補的な情報が得られるミリ波・サブミリ波の太陽観測を実現するために野辺山45m望遠鏡による太陽観測実験を行い、高度高度な較正手法を開発した。この技術を応用して日米欧の国際協力で建設された大型ミリ波・サブミリ波電波干渉計ALMAによる太陽観測国際チームに参画し、ALMAを用いた世界初の太陽観測実験を成功させることに大きく貢献した。

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  9. 太陽電波Type-Iに関する粒子加速過程の研究

    研究課題/研究課題番号:09J03264  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    岩井 一正

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    太陽から最も頻繁に放射される電波バーストの一つにType-Iがある。この現象は他の太陽電波現象に比べて強度の弱い太陽電波現象である。Type-Iはコロナ中で高エネルギーに加速された電子から放射されると考えられているが、その電子を高エネルギーに加速する過程はいまだ明らかになっていない。これら高エネルギー粒子の生成過程は、太陽コロナの物理を議論する上で極めて重要であるとともに、未知の加速課程の発見につながる可能性がある。そこで本研究では微弱な太陽電波バーストType-Iを発生させる高エネルギー電子の加速過程を解明することを目的とし、地上電波観測を中心とした研究活動を行ってきた。その結果、本年度に以下の成果が得られた。
    1:観測システムの連続運用・データアーカイブ化
    本研究では微弱な電波強度で微細なスペクトル構造を伴い放射されるType-Iバーストを効果的に観測するための電波観測装置(IPRT/mmTERAS)を開発した。連続運用フェーズに移行した本年度は、全自動運用システムの開発・観測データのアーカイブ化・データ公開システムの構築と装置論文の執筆を行った。その結果、全自動での運用およびデータアーカイブ化に成功した。また観測データは観測日中にWebから公開することが可能となった。
    2:超微細Type-Iバーストの発見
    Type-Iには継続時間1秒未満の微細なスペクトル構造が多数含まれていることが知られている。本研究ではType-Iの微細なスペクトル構造に注目し、Type-Iの高分解スペクトル観測を行い、そのデータの解析を行った。その結果Type-Iには今まで連続成分とみなされた電波成分にも多量の微細バーストが含まれていることを発見した。加えてType-Iバースト成分の統計的特徴に注目し、電波強度の発生頻度解析を行った。その結果、バースト成分の電波強度は幕状分布し、その指数は-2から-3と通常のType-III電波バーストやフレア現象よりスペクトルが急峻であることが示唆された。

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担当経験のある科目 (本学) 3

  1. 物理学実験

    2019

  2. 宇宙地球電波科学

    2019

  3. 先端物理学特論

    2019

担当経験のある科目 (本学以外) 3

  1. 物理学実験

    2019年 名古屋大学 理学部)

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  2. 宇宙地球電波科学

    2018年 - 現在 名古屋大学)

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  3. 先端物理学特論

    2017年 - 現在 名古屋大学 理学部)

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