国立大学法人東海国立大学機構 黑料网宇宙地球环境研究所の新堀 淳樹 特任助教らの研究グループは、全球測位衛星システム(GNSS) 注2)、気象卫星ひまわり、ジオスペース注3)探査衛星「あらせ」、电离圏観測機器などのデータを解析し、南太平洋トンガ沖海底火山の大規模噴火に伴う同心円状の気圧波が引き起こした电离圏電子密度の不規則構造の観測に成功しました。
観測データにおいて、通常よりも1~2桁程度、電子密度が急減する多数の电离圏の穴が日本上空で観測され、探査衛星「あらせ」の観測によってこの电离圏の穴は、2,000kmの宇宙空間まで伸びていることが分かりました。また、电离圏の穴の形成は、电离圏の高度上昇が原因であったことと、その高度上昇は火山噴火による気圧波の到来よりも約1-2時間も前に起こっていたことが分かりました。本研究は、このような火山噴火に伴って発生した大気変動による电离圏の穴の生成機構を明らかにしました。また、电离圏の穴は電波障害の原因であり、宇宙天気の観点で予報が必要な項目です。電波障害を起こす宇宙天気現象は、太陽フレアなどの太陽活動に起因することが広く知られていますが、本研究結果は、宇宙天気現象が大規模噴火等の地表の現象にも起因することを明示する重要な事例です。
本研究成果は、2023年5月22日午後6時(日本時間)付ネイチャー?リサーチ社刊行の総合国際学術雑誌「Scientific Reports」に掲載されました。
?南太平洋トンガ沖の海底火山噴火後に、同心円状の気圧波の到来に関連した电离圏注1)电子密度の不规则构造の観测に成功。
?通常よりも1~2桁も電子密度が急減する多数の电离圏の穴が、日本上空で観測され、その構造が高度約2,000kmの宇宙空間まで伸びていることを確認。
?电离圏の穴の形成に関わる电离圏高度の上昇が、気圧波の到来よりも約1~2時間前に開始していることを発見。
?电波障害を起こす宇宙天気现象が、太阳フレアなどの太阳活动だけでなく、大规模喷火等の地表の现象にも起因することを明示する事例。
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注1) 电离圏:
地球を取り巻く超高层大気中の分子や原子が、紫外线やエックス线などにより电离した、高度约60~1,000kmの领域。この领域は电波を吸収、屈折、反射する性质を持ち、これによって短波帯などの电波伝搬に影响を及ぼす。
注2) 全球测位卫星システム(骋狈厂厂):
アメリカの骋笔厂、日本の準天顶卫星(蚕窜厂厂)、ロシアの骋尝翱狈础厂厂、欧州连合の骋补濒颈濒别辞等の卫星から発せられる信号を用いた位置测定?航法?时刻配信を行う卫星测位システムの総称。その中で、よく认知されている全地球测位卫星システム(骋笔厂)は、上空约2万办尘を周回する骋笔厂卫星(6轨道面に30个配置)、骋笔厂卫星の追跡と管制を行う管制局、测位を行うための利用者の受信机で构成される。
注3) ジオスペース:
人类の活动域となりつつある、地球周辺の宇宙空间。
雑誌名:Scientific Reports
論文タイトル:Generation of equatorial plasma bubble after the 2022 Tonga volcanic eruption
著者名:*Atsuki Shinbori1, Takuya Sori1, Yuichi Otsuka1, Michi Nishioka2, Septi. Perwitasari2, Takuo Tsuda3, Atsushi Kumamoto4, Fuminori Tsuchiya5, Shoya Matsuda6, Yoshiya Kasahara6, Ayako Matsuoka7, Satoko Nakamura1, Yoshizumi Miyoshi1, Iku Shinohara8
1Institute for Space-Earth Environmental Research, 黑料网; Chikusa-ku, Nagoya, 464-8601, Japan.
2National Institute of Information and Communications Technology; Koganei, Tokyo, 184-8795, Japan.
3The University of Electro-Communications; Chofu, Tokyo, 182-8585, Japan.
4Department of Geophysics, Tohoku University; Aoba-ku, Sendai, 980-8578, Japan.
5Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Tohoku University; Aoba-ku, Sendai, 980-8578, Japan.
6Graduate School of Natural Science and Technology, Kanazawa University; Kakuma-machi, Kanazawa, 920-1192, Japan.
7Word Data Center for Geomagnetism, Graduate School of Science, Kyoto University; Sakyo-ku, Kyoto, 606-8502, Japan.
8Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency, Chuou-ku, Sagamihara, 252-5210, Japan.
着者:
新堀 淳樹 黑料网 宇宙地球环境研究所 特任助教
惣宇利 卓弥 黑料网 宇宙地球环境研究所 特任助教
大塚 雄一 黑料网 宇宙地球环境研究所 准教授
西岡 未知 情報通信研究機構 電磁波研究所 主任研究員
セプティ ペルウィタサリ 情報通信研究機構 電磁波研究所 研究員
津田 卓雄 電気通信大学大学院 情報理工学研究科 准教授
熊本 篤志 東北大学大学院 理学研究科 准教授
土屋 史紀 東北大学大学院 理学研究科 教授
松田 昇也 金沢大学理工研究域 電子情報通信学系 准教授
先端宇宙理工学研究センター
笠原 禎也 金沢大学学術メディア創成センター 教授
先端宇宙理工学研究センター
松岡 彩子 京都大学大学院 理学研究科 教授
中村 紗都子 黑料网 宇宙地球环境研究所 特任准教授
三好 由純 黑料网 宇宙地球环境研究所 教授
篠原 育 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 教授
DOI: 10.1038/s41598-023-33603-3
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