研究者詳細 - 新堀　淳樹

Storm-time electron density enhancement in the cleft ion fountain 査読有り Open Access

Kitamura, N; Nishimura, Y; Chandler, MO; Moore, TE; Terada, N; Ono, T; Shinbori, A; Kumamoto, A

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 117 巻 ( 11 ) 2012年11月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of Geophysical Research: Space Physics

To determine the characteristics and origin of observed storm-time electron density enhancements in the polar cap, and to investigate the spatial extent (noon-midnight direction) of associated O+ ion outflows, we analyzed nearly simultaneous observations of such electron density enhancements from the Akebono satellite and ion upflows from the Polar satellite during a geomagnetic storm occurring on 6 April 2000. The Akebono satellite observed substantial electron density enhancements by a factor of ∼10-90 with a long duration of ∼15 h at ∼2 R<inf>E</inf> in the southern polar region. The Polar satellite outflow measurements in the northern polar cap at ∼7-4 R<inf>E</inf> exhibited velocity filtering of the ∼100 eV to ∼0 eV (from the spacecraft potential) ion outflow from the cleft ion fountain, with resultant temperatures declining from ∼3 eV to 0.03 eV with increasing distance from the cusp. Similar velocity filtering was detected in the southern polar cap at ∼1.8-3.5 R<inf>E</inf>. The region of O+ ion outflows with fluxes exceeding 5×108/cm2/s (mapped to 1000 km altitude) extended ∼10 MLAT (∼1000 km) at the ionosphere from the cusp/cleft into the dayside polar cap at ∼2.5 R<inf>E</inf>. These coordinated Akebono-Polar observations are consistent with the development of storm-time electron density enhancements in the polar cap as a result of the bulk outflow of low-energy plasma as part of the cleft ion fountain. The large spatial scale, large ion fluxes, and the long duration indicate significant supply of very-low-energy O+ ions to the magnetosphere through this region. © 2012. American Geophysical Union. All Rights Reserved.

DOI： 10.1029/2012JA017900

Magnetic local time and latitude dependence of amplitude of the main impulse (MI) of geomagnetic sudden commencements and its seasonal variation 査読有り

Shinbori, A; Tsuji, Y; Kikuchi, T; Araki, T; Ikeda, A; Uozumi, T; Baishev, D; Shevtsov, BM; Nagatsuma, T; Yumoto, K

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 117 巻 ( 8 ) 2012年8月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of Geophysical Research: Space Physics

The magnetic local time and latitude dependence of amplitude of the main impulse (MI) of geomagnetic sudden commencements (SCs) and its seasonal variation have been investigated using high time resolution (1-3 sec) geomagnetic data in the latitudinal range 27-70 degrees for the period 1996-2010. The daytime distribution of the SC-MI amplitude in the sub-auroral and middle latitudes (35-60 degrees) is similar to the DP-2 type geomagnetic variation which shows negative and positive changes in the morning and afternoon, respectively. The magnetic field variation is reversed around the magnetic latitude of 63-65 degrees. This suggests that a pair of field-aligned currents (FACs), resembling the region-1 (R-1) FACs, is located near the magnetic latitude of 63-65 degrees. The nighttime SC amplitude is enhanced significantly in the low and middle latitudes (27-60 degrees). The enhancement is due to the magnetic effect produced by the SC-MI FACs. In the nighttime auroral latitude (63-65 degrees), the SC amplitude decreases steeply due to the enhanced westward auroral electrojet associated with the compression of the magnetosphere. The size of the diurnal variation tends to increase significantly during the summer, compared with that during the winter. This seasonal variation suggests that the DP-2 type ionospheric currents (ICs) and FACs generated during the SC-MI phase are intensified by increased ionospheric conductivities during the summer. It can be concluded that the large-scale MI current system in the ionosphere and magnetosphere is voltage generator. © 2012. American Geophysical Union. All Rights Reserved.

DOI： 10.1029/2012JA018006

Magnetic latitude and local time distributions of ionospheric currents during a geomagnetic storm 査読有り Open Access

Tsuji, Y; Shinbori, A; Kikuchi, T; Nagatsuma, T

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 117 巻 ( 7 ) 2012年7月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of Geophysical Research: Space Physics

In order to clarify the global distribution of ionospheric currents during a geomagnetic storm, we analyzed ground magnetic disturbances from high latitudes to the magnetic equator for the storm on September 7-8, 2002, with the minimum SYM-H value of -168 nT. In this analysis, we investigated magnetic field deviations in the northward component from the SYM-H, as functions of the dipole magnetic latitude (DMLAT) and the magnetic local time (MLT). During the main phase of the storm, the deviations at the low latitudes (10 35 in DMLAT) were positive/negative in the dawn/dusk (0-9/11-24 h MLT) sector. On the other hand, the deviations at the dayside middle latitudes (35-55 in DMLAT) were negative/positive in the morning/afternoon (6-12/13-15 h MLT) sector. The local time distribution at the low latitudes may represent the dawn-dusk asymmetry of the storm time ring current, while that at the dayside middle latitudes coincides with the DP2 currents due to the convection electric field associated with the Region 1 field-aligned currents (R1 FACs). All over the nightside middle latitude, the deviations were positive. This implies the direct effect of the R1 FACs through the Biot-Savart's law. At the geomagnetic equator, the eastward and westward electrojets were intensified on the day and nightside, respectively, being caused by the penetrated dawn-to-dusk convection electric field. We found that the MLT distribution of the magnetic deviations during the recovery phase was in opposite sense to that during the main phase at the dayside middle latitudes. The reversed magnetic disturbances must be due to the overshielding electric field associated with the Region 2 field-aligned currents (R2 FACs). Similarly, the deviations at the dayside and nightside equator were reversed, indicating penetration of the dusk-to-dawn overshielding electric field into the equatorial ionosphere. Based on the above results, we propose a current system including the ionospheric currents at middle latitudes caused by the R1/R2 FACs, equatorial EEJ/CEJ, and asymmetric ring current, during the main/recovery phase of the geomagnetic storm. © 2012. American Geophysical Union.

DOI： 10.1029/2012JA017566

IUGONET共通メタデータフォーマットの策定とメタデータ登録管理システムの開発(宇宙科学情報解析論文誌第一号) 査読有り

ＩＵＧＯＮＥＴ解析ソフトウェアの開発査読有り

田中良昌, 新堀淳樹, 鍵谷将人, 堀智昭, 阿部修司, 小山幸伸, 林寛生, 吉田大紀, 河野貴久, 上野悟, 金田直樹, 米田瑞生, 田所裕康, 元場哲郎, 三好由純, 関華奈子, 宮下幸長, 瀬川朋紀, 小川泰信

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- 1巻巻 ( 11-007 ) 頁： 91 - 98 2012年3月

ＩＵＧＯＮＥＴ共通メタデータフォーマットの策定とメタデータ登録管理システムの開発査読有り

堀智昭, 鍵谷将人, 田中良昌, 林寛生, 上野悟, 吉田大紀, 阿部修司, 小山幸伸, 河野貴久, 金田直樹, 新堀淳樹, 田所裕康, 米田瑞生

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- ( 11-007 ) 頁： 105 - 111 2012年3月

超高層物理学分野の為のメタデータ・データベースの開発査読有り

小山幸伸, 河野貴久, 堀智昭, 阿部修, 吉田大紀, 林寛生, 田中良昌, 新堀淳樹, 上野悟, 金田直樹, 米田瑞生, 元場哲郎, 鍵谷将人, 田所裕康

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- ( 11-007 ) 頁： 99 - 104 2012年3月

大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究」査読有り

林寛生, 小山幸伸, 堀智昭, 田中良昌, 新堀淳樹, 鍵谷将人, 阿部修司, 河野貴久, 吉田大紀, 上野悟, 金田直樹, 米田瑞生, 田所裕康, 元場哲郎

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR- ( 11-007 ) 頁： 113 - 120 2012年3月

超高層物理学分野の為のメタデータ・データベースの開発査読有り

小山幸伸, 河野貴久, 堀智昭, 阿部修司, 吉田大紀, 林寛生, 田中良昌, 新堀淳樹, 上野悟, 金田直樹, 米田瑞生, 元場哲郎, 鍵谷将人, 田所裕康

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 11 巻頁： 99 - 104 2012年3月

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：宇宙航空研究開発機構

著者一同は,平成21 年度から6 年計画で行っている「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究(略称IUGONET)」プロジェクトの開発者として,超高層大気長期変動に関する地上観測データのメタデータ・データベースを開発中である.観測データの所在情報に代表される様々なメタデータをデータベース化することにより,複数の機関によって分散管理されている多様な観測データに対するアクセシビリティの向上をもたらす事がIUGONET プロジェクトの目的のひとつである.我々は,SPASE コンソーシアムによって策定されたSPASE データ・モデル/メタデータ・フォーマットをベースに,さらに拡張を施したIUGONET 共通メタデータ・フォーマットを策定した.そして,フリーのリポジトリ・ソフトウェアであり,デフォルトではDublin Core メタデータ・フォーマットのみを取り扱うDSpace に対し,IUGONET 共通メタデータ・フォーマットを取り扱えるようにカスタマイズを施した.本論文では,サイエンスの為のメタデータ・データベースの適用事例のひとつとして,IUGONET メタデータ・データベースについて述べる.

堀智昭, 鍵谷将人, 田中良昌, 林寛生, 上野悟, 吉田大紀, 阿部修司, 小山幸伸, 河野貴久, 金田直樹, 新堀淳樹, 田所裕康, 米田瑞生

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 11 巻頁： 105 - 111 2012年3月

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：宇宙航空研究開発機構

本論文では,大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究」(IUGONET) で策定・公開されたメタデータフォーマットと,そのフォーマットに沿って策定されたメタデータの登録・管理を行うシステムの概要について報告する.IUGONETでは,米国やヨーロッパの研究者で構成されるコンソーシアムが策定したSpace Physics Archive Search and Extract (SPASE) データモデル/メタデータフォーマットをベースにして,超高層大気分野の様々な地上観測データに対応できるように拡張を施すことにより,IUGONET共通メタデータフォーマットを策定した.またIUGONET研究機関で作成されるメタデータを登録・管理するために,フリーのバージョン管理ソフトウェアであるGIT を用いた,メタデータXMLファイルの登録・履歴管理のシステムを構築した.これらを用いることにより,IUGONETでは,参加機関が生産し続ける観測データについてのメタデータの,作成・収集・アーカイブを行っている.

CiNii Research

大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究」(宇宙科学情報解析論文誌第一号) 査読有り

林寛生, 小山幸伸, 堀智昭, 田中良昌, 新堀淳樹, 鍵谷将人, 阿部修司, 河野貴久, 吉田大紀, 上野悟, 金田直樹, 米田瑞生, 田所裕康, 元場哲郎

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 11 巻頁： 113 - 120 2012年3月

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：宇宙航空研究開発機構

本論文では,大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究」(略称:IUGONET)の概要と主要な開発プロダクトについて述べる.IUGONETプロジェクトでは,国立極地研究所,東北大学,名古屋大学,京都大学,および九州大学が連携し,これまでに蓄積された多様な地上観測データに関するメタデータのデータベースを構築する. メタデータ・データベースによって,各機関・組織に分散して存在する観測データの横断的な検索・取得を可能にし,観測データの効率的な流通,さらには分野横断型の総合解析による新しい超高層大気研究を促進する.プロジェクトによる開発では,メタデータのフォーマットとしてSPASE (Space Physics Archive Search and Extract)を採用し,超高層大気の地上観測に即した変更を加えることでIUGONET共通メタデータフォーマットを策定する. メタデータ・データベースについては,DSpaceをベースにIUGONETのメタデータに対応したカスタマイズを施すことでシステムを構築する.一方,データ解析ソフトウェアに関しては,IDL (Interactive Data Language)で書かれたTDAS (THEMIS Data Analysis Software suite)をベースに開発を行う.

CiNii Research

IUGONET解析ソフトウェアの開発(宇宙科学情報解析論文誌第一号) 査読有り

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 11 巻頁： 91 - 98 2012年3月

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：宇宙航空研究開発機構

本論文では,大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観測・研究」(IUGONET)で開発された解析ソフトウェア(UDAS)の概要について報告する.UDASは,IUGONET参加機関である東北大学,名古屋大学,京都大学,九州大学および国立極地研究所の5機関が所有する超高層大気データの可視化・解析ソフトウェアである.UDASは,IDL (Interactive Data Language) で書かれたTHEMISミッションの統合データ解析ツールTDAS (THEMIS Data Analysis Software suite)のプラグインソフトであり,TDASの機能を利用することで,IUGONET所属機関が所有する種類の異なる複数の時系列データの可視化・解析を容易にする.また,初心者でも利用し易いように,GUI (Graphical User Interface) も提供する.UDASは,2011年5月よりIUGONETウェブベージでβバージョンがリリースされている.さらに,UDAS開発の今後の展望について述べる.

CiNii Research

Effect of R2-FAC development on the ionospheric electric field pattern deduced by a global ionospheric potential solver 査読有り Open Access

Nakamizo A., Hiraki Y., Ebihara Y., Kikuchi T., Seki K., Hori T., Ieda A., Miyoshi Y., Tsuji Y., Nishimura Y., Shinbori A.

Journal of Geophysical Research: Space Physics 117 巻 ( 9 ) 2012年

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of Geophysical Research: Space Physics

Toward the understanding of the effect of the magnetosphere originated disturbances on the global ionospheric electric field and current system, we developed a two-dimensional ionospheric potential solver based on the so-called "thin shell model." The important extension from the previous studies is that our model covers the pole-to-pole ionosphere without placing any boundary at the equator. By using this solver, we investigate how the ionospheric electric field changes from undershielding condition to overshielding condition as the field aligned current (FAC) distribution changes. Calculations are performed by changing IR2/IR1 (the ratio of current intensities of region 2 (R2) and region 1 (R1) FACs) and by moving R2-FAC relative to the fixed R1-FAC. The results are summarized as follows: (1) The turning point, at which the ionosphere turns from undershielding to overshielding is IR2/IR1 = 0.7 ∼ 0.8. (2) With increasing the local time deference between the R1 and R2-FAC peaks, the efficiency of the shielding by R2-FAC increases but the associated potential skews to the nightside. (3) At the same time the shielding effect is weakened around noon, where the R1-potential intrudes to the low latitude region instead, but the R2-potential remains dominant at other local times. The result suggests that the overshielding or undershielding should be identified by observations not only in a limited local time sector but also in the overall ionosphere as much as possible. In order to accurately describe the ionospheric condition, we suggest new classification terms, "complete-overshielding" and "incomplete-overshielding. " © 2012. American Geophysical Union. All Rights Reserved.

DOI： 10.1029/2012JA017669

Solar zenith angle dependence of plasma density and temperature in the polar cap ionosphere and low-altitude magnetosphere during geomagnetically quiet periods at solar maximum 査読有り

超高層物理学のための分野横断型メタデータ・データベースの構築

梅村宜生, 小山幸伸, 堀智昭, 阿部修司, 林寛生, 新堀淳樹, 田中良昌, 上野悟, 米田瑞生, 金田直樹, 元場哲郎

第4回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム論文集頁： A7-1 2012年

Kitamura, N; Ogawa, Y; Nishimura, Y; Terada, N; Ono, T; Shinbori, A; Kumamoto, A; Truhlik, V; Smilauer, J

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS 116 巻 ( 8 ) 2011年8月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of Geophysical Research: Space Physics

We constructed an empirical model of the electron density profile with solar zenith angle (SZA) dependence in the polar cap during geomagnetically quiet periods using 63 months of Akebono satellite observations at solar maximum. The electron density profile exhibits a transition at ∼2000 km altitude only under dark conditions. The electron density and scale height at low altitudes change drastically, by factors of 25 (at 2300 km altitude) and 2.0, respectively, as the SZA increases from 90 to 120. The SZA dependence of the ion and electron temperatures is also investigated statistically on the basis of data obtained by the Intercosmos satellites and European Incoherent Scatter (EISCAT) Svalbard radar (ESR). A drastic change in the electron temperature occurs near the terminator, similarly to that in the electron density profile obtained by the Akebono satellite. The sum of the ion and electron temperatures obtained by the ESR (∼6500 K at ∼1050 km altitude under sunlit conditions and ∼3000 K at ∼750 km altitude under dark conditions) agrees well with the scale height at low altitudes obtained from the Akebono observations, assuming that the temperature is constant and that O + ions are dominant. Comparisons between the present statistical results (SZA dependence of the electron density and ion and electron temperatures) and modeling studies of the polar wind indicate that the plasma density profile (especially of the O+ ion density) in the polar cap is strongly controlled by solar radiation onto the ionosphere by changing ion and electron temperatures in the ionosphere during geomagnetically quiet periods. Copyright © 2011 by the American Geophysical Union.

DOI： 10.1029/2011JA016631