2024/10/18 更新

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ヤマモト カズヒロ
山本 和弘
YAMAMOTO Kazuhiro
所属
宇宙地球環境研究所 附属統合データサイエンスセンター 特任助教
職名
特任助教
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メールアドレス
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学位 3

  1. 博士(理学) ( 2020年3月   京都大学 ) 

  2. 修士(理学) ( 2017年3月   京都大学 ) 

  3. 学士(理学) ( 2015年3月   京都大学 ) 

研究分野 1

  1. 自然科学一般 / 宇宙惑星科学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 宇宙天気と宇宙利用について考える

委員歴 1

  1. Internatal Association of Geomagnetism and Aeronomy   division III ULF working group co-chair  

    2024年7月 - 現在   

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受賞 1

  1. 大林奨励賞

    2024年7月   地球電磁気・地球惑星圏学会   衛星・地上観測を用いた地球磁気圏における 電磁流体波動とイオンの相互作用に関する研究

    山本和弘

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

 

論文 2

  1. Direct Evidence of Drift-Compressional Wave Generation in the Earth's Magnetosphere Detected by Arase 招待有り 査読有り

    Yamamoto, K; Rubtsov, AV; Kostarev, DV; Mager, PN; Klimushkin, DY; Nosé, M; Matsuoka, A; Asamura, K; Miyoshi, Y; Yokota, S; Kasahara, S; Hori, T; Keika, K; Kasahara, Y; Kumamoto, A; Tsuchiya, F; Shoji, M; Nakamura, S; Shinohara, I

    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS   51 巻 ( 8 )   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)   出版者・発行元:Geophysical Research Letters  

    We present the first direct evidence of an in situ excitation of drift-compressional waves driven by drift resonance with ring current protons in the magnetosphere. Compressional Pc4–5 waves with frequencies of 4–12 mHz were observed by the Arase satellite near the magnetic equator at L ∼ 6 in the evening sector on 19 November 2018. Estimated azimuthal wave numbers (m) ranged from −100 to −130. The observed frequency was consistent with that calculated using the drift-compressional mode theory, whereas the plasma anisotropy was too small to excite the drift-mirror mode. We discovered that the energy source of the wave was a drift resonance instability, which was generated by the negative radial gradient in a proton phase space density at 20–25 keV. This proton distribution is attributed to a temporal variation of the electric field, which formed the observed multiple-nose structures of ring current protons.

    DOI: 10.1029/2023GL107707

    Web of Science

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  2. Effects of Cold Plasma on the Excitation of Internally Driven ULF Waves by Ring Current Ions Based On the Magnetosphere-Ionosphere Coupled Model

    Yamakawa, T; Seki, K; Amano, T; Miyoshi, Y; Takahashi, N; Nakamizo, A; Yamamoto, K

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS   128 巻 ( 9 )   2023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:Journal of Geophysical Research: Space Physics  

    Internally driven Pc4-5 waves are excited in the plasmaspheric drainage plume (PDP) and near the plasmapause. The excitation of ultralow frequency (ULF) waves was investigated by using the magnetosphere-ionosphere coupled model between Geospace Environment Modeling System for Integrated Studies-Ring Current (GEMSIS-RC) and GEMSIS-POTential solver (GEMSIS-POT). In order to investigate the effects of cold plasma on the wave excitation, the simulation code to describe the dynamics of cold plasma was included in the model. The model can reproduce the shrink of the plasmasphere on the nightside and the formation of the PDP on the dayside. First, fundamental Pc5 waves are excited through the drift resonance on the dayside. The waves are caused by positive energy gradient of ion phase space density (PSD) at 50–130 keV. Second harmonic waves (drift-bounce resonance) are generated outside the plasmapause. These two types of ULF waves are also seen in the case of constant density. Unlike the case of constant density, localized eastward propagating Pc4 waves (drift resonance) are seen on the dawnside associated with the azimuthal density gradient. The azimuthal wave number of Pc4 waves is about 70 and anti-earthward gradient of PSD about 10 keV contributes to wave growth. We also detect fundamental Pc4-5 waves near the plasmapause on the nightside in the drift resonance with 100–150 keV ions. Simulation results suggest that the plasmapause has an effect to sustain the excitation of Pc4-5 ULF wave through the drift resonance.

    DOI: 10.1029/2023JA031638

    Web of Science

    Scopus

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講演・口頭発表等 3

  1. A Statistical Study on the Energy Sources of Mid-Latitude Plasmaspheric Lower Hybrid Waves Observed by the Arase Satellite

    Kazuhiro Yamamoto (ISEE, Nagoya University), Y. Miyoshi, A. Shinbori, A. Matsuoka, M. Teramoto, Y. Kasahara, S. Matsuda, T. Hori, A. Kumamoto, F. Tsuchiya and I. Shinohara

    2024年9月11日 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  2. A study of drift kinetic simulation of ULF wave excitation based on observational data of multi-point spacecraft in the ionosphere and magnetosphere 国際会議

    Kazuhiro Yamamoto, K. Seki, T. Yamakawa, T. Amano, A. Nakamizo, Y. Miyoshi

    2024年5月26日 

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    開催年月日: 2024年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  3. Nightside transient toroidal waves and poleward moving auroral arcs observed by the Arase satellite and groundbased all-sky imager

    Kazuhiro Yamamoto

    2024年3月14日 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 5次元ドリフト運動論的グローバル磁気圏管電流モデルの長期間シミュレーション

    2024年4月 - 2025年3月

    電波科学計算機実験(KDK)共同利用・共同研究 

    山本和弘

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    担当区分:研究代表者 

科研費 3

  1. 惑星磁気圏の比較に向けた水星における圧縮性MHD波動の励起機構の解明

    研究課題/研究課題番号:24K22901  2024年7月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

    山本 和弘

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2470000円 ( 直接経費:1900000円 、 間接経費:570000円 )

    太陽系の惑星は多様な電磁気・プラズマ環境をもっており、惑星間の比較を行うことで普遍的な惑星プラズマ物理の理解が深まる。水星は弱いながら双極子型の磁場をもっている点で地球と類似性があるが、地球でみられるプラズマ不安定性で励起する磁気流体(MHD)波動が水星でも起こりうるのかは明らかにされていない。本研究では、水星周辺のプラズマに着目し、最新の衛星観測データや地球で培われた知見を応用した統計解析を実施することで、水星での圧縮性MHD波動の励起メカニズムを解明する。これにより、磁場をもつ惑星でのプラズマ不安定性や波動粒子相互作用の普遍的理解につなげることを目的とする。

  2. 月周回有人拠点(Gateway)船外観測装置HERMESによる月周辺プラズマのイオン組成の研究

    研究課題/研究課題番号:22KK0045  2022年10月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    能勢 正仁, 桂華 邦裕, 山本 和弘, 桂華 邦裕, 山本 和弘

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    担当区分:研究分担者 

    宇宙開発の基盤として人類が月を利用する未来がすぐそこにまで来ており、月面への中継基地となる月周回有人拠点(Gateway)の建設準備が米国を中心に進められている。安心・安全に月周辺の宇宙空間を利用していくためには、そこで生起する電磁気現象を大きく左右する背景プラズマイオン組成を詳しく調べておくことが非常に重要である。この研究では、2026年から建設が始まるGatewayの船外に搭載予定のHERMES観測装置で得られるイオンフラックスデータを解析し、「太陽風起源、月起源、地球起源の多種多様なイオンは、月周辺のプラズマ環境にそれぞれどの程度寄与しているのか?」という問いに答えることを目的とする。
    今年度は、将来的にHERMESのデータを利用する際の事前準備として、まず、かぐや衛星に搭載されたIMA観測器が計測したデータを解析した。かぐや衛星が地球磁気圏尾部のローブ領域に滞在している期間に注目し、IMA観測器が地球から流れているイオンを観測できる時間帯(衛星の太陽天頂角が90度近い値の時間帯)のデータを用いた。
    2008年6月19日のそのような時期に注目して解析したところ、普段に較べて非常に多くのO+が観測されており、そのO+は月面から直接の方向よりは、地球方向から来ている量のほうが多いことが分かった。このイベントは、Dst指数が-10~-20 nT程度の地磁気擾乱としてはそれほど大きくない時期に起こっていることから、地球からは常に継続してO+が流れ出しており、それが38万km離れた月まで到達しうることを示している。こうしたイベントは、その他にも磁気圏尾部の別の場所でも数例見つけることができたため、O+イオンは地球から流出した後、磁気圏尾部の広大な領域に広がっていると考えられる。

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  3. 衛星多点観測とシミュレーションに基づくジオスペース酸素イオンの輸送と分布の解明

    研究課題/研究課題番号:21H01147  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)

    能勢 正仁, 松岡 彩子, 熊本 篤志, 淺村 和史, 寺本 万里子, 山本 和弘, 松岡 彩子, 熊本 篤志, 淺村 和史, 寺本 万里子, 山本 和弘

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    担当区分:研究分担者 

    昨年度までに、(1)あらせ衛星が夜間を飛翔している14か月分のデータを統計解析し、低エネルギーのO+イオンは、磁場双極子化の数分後に現れること、数keVから数10 eV程度までのエネルギー分散性を持つこと、磁気嵐時・非磁気嵐時のどちらにも現れること、磁力線に沿って地球から磁気赤道に向かって流れ出していること、などを明らかにした上、(2)あらせ衛星、Van Allen Probe A, B衛星の合計3機の粒子データを解析し、電離層からジオスペースへ流れ出してくるO+イオンの同時観測例について詳細な解析、および計算機シミュレーションを行った。これらの成果を、国際学術雑誌に2編の論文として発表した。

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担当経験のある科目 (本学以外) 2

  1. ICTリテラシー

    2021年4月 - 2024年3月 駒澤大学)

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    科目区分:学部教養科目  国名:日本国

  2. ICTリテラシー

    2021年4月 - 2024年3月 駒澤大学)

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