2023年 | プレスリリース?研究成果
トンガ沖海底火山噴火がもたらした電離圏の穴 ～最先端の観測から見えた地圏と宇宙圏のつながり～
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科地球物理学専攻
教授 土屋 史纪（つちや ふみのり）
〇大学院理学研究科地球物理学専攻
准教授 熊本 篤志（くまもと あつし）
【発表のポイント】
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南太平洋トンガ冲の海底火山喷火后に、同心円状の気圧波の到来に関连した电离圏注1）电子密度の不规则构造の観测に成功。
- 通常よりも1～2桁も电子密度が急减する多数の电离圏の穴が、日本上空で観测され、その构造が高度约2,000kmの宇宙空间まで伸びていることを确认。
- 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约1～2时间前に开始していることを発见。
- 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。
【概要】
国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学宇宙地球環境研究所の新堀 淳樹 特任助教らの研究グループは、全球測位卫星システム(GNSS) 注2)、気象卫星ひまわり、ジオスペース注3)探査卫星「あらせ」、电离圏観测机器などのデータを解析し、南太平洋トンガ冲海底火山の大规模喷火に伴う同心円状の気圧波が引き起こした电离圏电子密度の不规则构造の観测に成功しました。
観测データにおいて、通常よりも1～2桁程度、电子密度が急减する多数の电离圏の穴が日本上空で観测され、探査卫星「あらせ」の観测によってこの电离圏の穴は、2,000ｋｍの宇宙空间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喷火による気圧波の到来よりも约1-2时间も前に起こっていたことが分かりました。本研究は、このような火山喷火に伴って発生した大気変动による电离圏の穴の生成机构を明らかにしました。また、电离圏の穴は电波障害の原因であり、宇宙天気の観点で予报が必要な项目です。电波障害を起こす宇宙天気现象は、太阳フレアなどの太阳活动に起因することが広く知られていますが、本研究结果は、宇宙天気现象が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」に掲載されます。
図1：トンガ火山喷火后に観测された気圧波と电离圏不规则构造。(补)世界时注8)2022年１月15日11:40における赤外辉度温度と5分间の罢贰颁の分散値の2次元マップ図。縦轴と横轴はそれぞれ、地理纬度と経度を表す。図中の横方向の赤线は磁気赤道注9)を表す。(b) 探査卫星「あらせ」観測による電子密度変化の時系列プロットと赤外輝度温度の緯度－時間プロット。図下の数字は、時間と探査卫星「あらせ」の位置を示す。(c) 5分間のTECの分散値の2次元マップ図上に探査卫星「あらせ」観測による電子密度変化を重ねた図。
【用语解説】
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(GNSS)：
アメリカのGPS、日本の準天顶卫星(QZSS)、ロシアのGLONASS、欧州连合のGalileo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(GPS)は、上空约2万kmを周回するGPS卫星(6轨道面に３０个配置)、GPS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。
注8) 世界时：
グリニッジ子午线を基準とし、夜中の0时を1日の始めとする平均太阳时。いわゆるグリニッジ时间である。
注9) 磁気赤道：
地磁気(地球磁场)の伏角、すなわち磁针の方向と水平面の作る角がゼロである点を结んだ曲线。磁気赤道で地球一周をするが地理経度によって磁気赤道の纬度は异なる。
问い合わせ先
东北大学大学院理学研究科地球物理学専攻
教授 土屋 史纪（つちや ふみのり）
电话：022-795-6738
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（*を蔼に置き换えてください）
东北大学理学研究科地球物理学専攻
准教授 熊本 篤志（くまもと あつし）
罢贰尝：022-795-6515
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東北大学大学院理学研究科?理学部 広報?アウトリーチ支援室
TEL：022-795-6708 FAX：022-795-5831
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