MTI研究集会
NICT国際会議室
2018年9月14日

太陽地球系結合過程の研究基盤形成山本 衛 （京都大学生存圏研究所・教授、
生存圏学際萌芽研究センター長）
橋口 浩之 （京都大学生存圏研究所・教授）
宮岡 宏 （国立極地研究所・教授、EISCAT_3D計画準備室長）
小川 泰信（国立極地研究所・准教授）
塩川 和夫（名古屋大学宇宙地球環境研究所・副所長、教授）
野澤 悟徳（名古屋大学宇宙地球環境研究所・准教授）
吉川 顕正（九州大学国際宇宙天気科学・教育センター・准教授）
津田 敏隆（京都大学生存圏研究所・特任教授）
1

● 太陽地球系結合過程：太陽エネルギー
が地球へ流入する過程と、地球周辺環境（磁気圏・電離圏・大気圏）の応答を解明。

計画の概要✓ 「太陽光」と「太陽風（プラズマ粒子流）」
としてエネルギーが与えられる。

太陽

太陽エネルギー
放射＝太陽光粒子＝太陽風✓ 太陽光は赤道で最大であり、加熱された地表面で大気擾乱が起こり、さらに上方にエネルギーが伝わる。

太陽光
赤道で最
大で地表
に到達

太陽風
極域に集中

磁気圏
地球磁場
オーロラ
電離圏
加速

大気圏
大気加熱
南極

赤道

北極

オーロラ
加熱

(PANSY) EMU EISCAT_3D
最新大型大気レーダー✓ 太陽風による電磁エネルギーは磁力線を通じて主に極域に集中し、その影響は極域中層大気や中低緯度に及ぶ。
● 地球の２つの特異点に大型大気レーダーを設置して拠点観測する。
（１）赤道域： 赤道でも大気変動が最強のインドネシアに赤道MUレーダー(EMU:
Equatorial MU Radar)を設置。
（２）極域： 北欧にEISCAT_3Dレーダーを
国際協力により建設。
（３）全球観測： 赤道～極域をつなぐ広域
地上観測ネットワークでエネルギー・物
質のグローバルな流れを解明。
2

(1)赤道ファウンテン：赤道を中心とする地球大気の上下結合• 太陽放射（光）エネルギーは赤道域の地表を暖め、活発な積雲対流を生み、大気波動を励起させる。
太陽光
エネルギー
赤道で最大

• 大気波動は上方に伝搬しエネル
ギーを電離圏まで輸送する。
• 電離圏ではプラズマ擾乱が起こる。
• 地表から出る物質は対流圏界面
か噴出され全球に輸送される。
• 赤道の全高度に現れるエネル
ギーと物質の流れ（赤道ファウンテン）を解明すべく、赤道MUレー
ダーをインドネシアに新設する。

赤道MUレーダー

赤道大気レーダー（EAR、2001年既設）
赤道ＭＵレーダーを、インドネ
シア・西スマトラに新設し、広い高度層を連続観測する。

（EMU: Equatorial Middle andUpper Atmosphere Radar）（設備費：35億円、運営費：20億円） 赤道MUレーダー（アンテナ1045本、直径160m）により、既設のEARに比べ感度を10倍以上向上させる。
推進母体：京都大学生存圏研究所、 対流圏・下部成層圏の観測精度が飛躍的に向上。
インドネシア航空宇宙庁 （LAPAN） 赤道域の中間圏、電離圏IS観測を世界で初めて実現。
京都大学がEMUを概算要求中。
レーダーイメージングによる大気微細構造観測を実現。
3

赤道MUレーダーの具体化状況• 設備計画– 用地は確保済。工事のための環境影響評価、工事許可の合意済。
– 赤道大気レーダー（EAR、2001年完成）の北側に整備する。
– 詳細設計が終了しており、建設開始から約12ケ月で観測開始できる。

• 運用体制– 15年以上に亘って、EARをインドネシ
ア航空宇宙庁（LAPAN）と共同運営。
– 赤道MUレーダーに関し、インドネシ
アの研究・技術高等教育省（RISTEKDIKTI）大臣と2回面会し、対応責任機
関をLAPANとすることが決定済。
– LAPANと計画推進で合意済（2014年）– インドネシア側の要請を日本大使館を通じ文科省に伝達済。
– 日本側：設備費、運営経費（電気代、装置維持費、共同研究経費等）– インドネシア側：用地提供、観測所の設置、研究者・観測要員の配置等、
既にEARのために体制構築済。

赤道MUレーダーアンテナ（新設）
赤道MUレーダー（既設）
赤道大気レーダー

赤道MUレーダー計画のために作成した測量図。
約2km四方の平坦な台地（緑色部分）が確保済。

44

(2)大型レーダー（EISCAT_3D）による極域の磁気圏・電離圏
・大気圏へのエネルギー流入と応答過程の解明

EISCAT_3Dレーダー

太陽風の粒子エネルギー流入によって極域に特有の現象が発生する。
・オーロラで代表される地球周辺
プラズマ現象は秒単位の高速で時間変動する。
・極域からは、地球大気の一部が宇宙空間に流出している。
・太陽風に起因する熱エネル
ギーや大気物質の変動は、下層の大気ならびに低緯度方向に伝わる。

（設備総額160億円、日本分担29億円）
これらの現象について、3次元
欧州非干渉散乱（EISCAT）科学協会（日本・中国を含む （3-dimensional）空間構造を精密
6ヵ国）が提案し、EU大型研究ロードマップ（ESFRI）に採観測できる世界初の多点大型
択（2008年）。2017年9月から整備を開始した。
レーダー 「EISCAT_3D レーダー」•ノルウェー/スウェーデン/フィンランド/英国が予算内定。
を国際協力で建設する。
国立極地研究所も概算要求中。
•国内体制：国立極地研＋名大宇宙地球環境研究所
5

EISCAT_3Dレーダーの具体化状況
運用体制• 35年間に亘り、既設のEISCATレーダーを国際協力で運営してきた。
• EISCAT_3Dレーダーの運営には、これまでの体制を継続する。
進捗状況• 日本は、EISCAT_3Dレーダーの主要装置である送信モジュールの開発・製造を担当。 技術実証用の増幅装置を開発済み。
• アンテナ・受信機等は国際共同で整備。
サブアレイシステムを用いた技術実証試
験を実施中。
• 北欧３国と英国からの資金を用いた建設が2017年9月に既に開始された。

アンドーヤ
（受信局）

シーボトン（主局）
カレスバント（受信局）

カイセニエミ（受信局）
ヨックモック（受信局）

EISCAT_3Dレーダー建設予定地

主局アンテナ（直径70m）

試験用サブアレイ

6

日本から提供した
送信モジュール6

(3) 全球観測ネットワークによるグローバル結合過程の研究
大型レーダー観測網：✓ 最先端の大型大気レーダー（MUレーダー）を国
内開発し、海外（EAR、南極PANSYレーダー）にも設置されている。
✓ この技術を用いた大気レーダーが他国（欧米、インド、中国など）でも建設されている。
✓ 我が国の実績を基礎に、さらに進化した最新式レーダーを赤道と極域に建設し、大型レー
ダー国際観測網を強化・発展させる。
広域地上観測網：✓ 観測空白域であったアジア・アフリカに広域地上観測を開拓してきており、さらに赤道～極域を南北につなぐネットワークに拡張する。
✓ 衛星観測(Arase, ICON/GOLDなど）、数値モデル、データベースも活用して、グローバルなエネルギーと物質の流れを明らかにする。7 7

IUGONET（観測データデース共有システム）
多様かつ膨大な量の観測データが各研究機関に分散して存在分野を横断したデータ
総合解析により新しい研究テーマを発掘

メタデータ（カタログ情報）をデータベース化し横断検索を可能に他の地球惑星科
学分野へ展開海外の研究者

大学間・研究者間の連携強化

九大

衛星観測、数値モデ
ルデータへの拡張

名大ISEE研

電磁気圏研究
コミュニティICSWSE
地磁気研究
コミュニティ

東北大

XML
XML

バーチャル
情報拠点

XML

PPARC

メタデータDB

京大理・附
属天文台

XML

磁気圏研究
コミュニティ

太陽物理学
コミュニティ
XML
XML

極地研
極域研究
コミュニティ

京大 理・地磁気センター

観測DB(+解析ソフト)

XML

地磁気研究
コミュニティ

大気レーダー研究
コミュニティ

観測データの可視化・解析ツールも開発➔データ利用の促進

京大
生存研

8

IUGONET（観測データデース共有システム）
多様かつ膨大な量の観測データが各研究機関に分散して存在分野を横断したデータ
総合解析により新しい研究テーマを発掘

メタデータ（カタログ情報）をデータベース化し横断検索を可能に他の地球惑星科
学分野へ展開海外の研究者

九大
ICSWSEIUGONETは、本計画を構
大学間・研究者
衛星観測、数値モデ間の連携強化想する契機となりました。
ルデータへの拡張
本計画が実現すれば、
IUGONETを活用してデータ共有し、国内外に向け
バーチャルて配信して行きます。
情報拠点

地磁気研究
コミュニティ

東北大

名大
ISEE研

電磁気圏研究
コミュニティ

XML

XML

メタデータDB

京大理・附
属天文台

XML

PPARC

XML

磁気圏研究
コミュニティ

極地研

太陽物理学
コミュニティIUGONETでは、web上に複合的なデータ可視化シス
XML
テムを構築し、更なる機能向上を続けています。
観測DB
観測データの可視化・
XML

極域研究
コミュニティ

京大 理・地磁気センター(+解析ソフト)

XML

地磁気研究
コミュニティ

大気レーダー研究
コミュニティ

解析ツールも開発➔データ利用の促進

京大
生存研

9

計画の実施主体、共同利用体制
共同利用・共同研
究拠点の評価大型レーダーの共同利用で、海外コ
ミュニティへの貢献を含め高い研究成果を上げている
南極観測とは別に、EISCAT国際共同利
用の日本枠を統括
広域観測網など
共同利用を多数
実施、公私立大へも広げている
広域地磁気観測を展開し、アジア・アフリカの人材育成を推進多機関に散在す
るデータのカタロ
グ化と相互利用を実現

赤道MUレーダー

EISCAT_3Dレーダー

設備35億円、運用20億円

設備25億円、運用10億円

共同利用・共同研究拠点

京都大学 RISH
生存圏研究所
大学共同利用機関

国立極地研究所
NIPR
共同利用・共同研究拠点

名古屋大学
ISEE
宇宙地球環境研究所

広域観測
設備10億円、運用20億円

実施
主体

共同利用
参画

共同
実施

共同利用
参画

実施
主体

共同利用
参画

共同利用
参画

共同
実施

実施
主体

共同利用
参画

共同利用
参画

実施
主体

共同利用
参画

共同利用
参画

共同利用
参画

学内共同利用センター

九州大学国際宇宙天気
科学・教育センターICSWSE

IUGO
NET

統
合
デ
ー
タ
ベ
ー
ス
に
集
約

大学間連携参加機関

京大理・附属地磁気世界
資料解析センター
京大理・附属天文台
東北大・理学研究科

10

国内・海外の研究コミュニティーの広がりRadio Science誌オープンアクセス論文 … 同誌のトップ10ダウンロードを獲得(2017年)
Tsuda, T., M. Yamamoto, H. Hashiguchi, K. Shiokawa, Y. Ogawa, S. Nozawa, H. Miyaoka, and A. Yoshikawa(2016), A proposal on the study of solar-terrestrial coupling processes with atmospheric radars and groundbased observation network, Radio Sci., 51, 1587-1599, doi:10.1002/2016RS006035.

15th International Workshop on Technical and Scientific Aspects of
MST Radar (MST15/iMST2)
18th EISCAT International Symposium(EISCAT18)
2017年5月27～31日に国立極地研究所で共同開催
口頭発表146件（内、招待講演31件）
ポスター発表87件
参加者（今までで最多数）
19ヵ国から計182名（国外120名、国内62名）
参加機関
計84（国外66、国内18）

本研究の独自性・強み、ブレークスルー• （独自性・強み）本研究は、我が国が源流を創ってきた技術基盤に立脚した２つの大型レーダーと、我が国が得意とする地上観測網を中心とする戦略的提案である。
• 本計画によって、日本が世界で初めて、大型レーダーによる全球（北極域～中緯度～赤道～南極域）の大気観測網を完成させる。

• （ブレークスルー）太陽から地球にもたらされる２種類のエネルギー（放射と太陽風）はこれまで別々に取り扱われてきた。これを総合的に研究し、極と赤道をつなげる点に本研究のブレークスルーがある。
• 大型レーダー網とネットワーク観測の相乗効果により、地球に降り注ぐ太陽からの放射エネルギーや太陽風のプラズマエネルギーが大気波動や電磁場擾乱を励起し、そのエネルギーが全球に行きわたり、物質が循環する姿を明らかにする。
• 大気波動を通じた大気上下結合と極域への高エネルギー粒子の流入、電離大気・中性大気の相互作用が、極と赤道の間の物質・エネルギー循環を駆動する様子と、それらの地球気候変動へのフィードバックを明らかにしていく。
12緊急性（１/２）
国際的競争・協力で我国がリードするために早期実施が重要。
• 本計画は太陽地球系科学の国際的な研究協力枠組み（ICSU/SCOSTEP, UN/ISWI など) の中で形作られている。
• 1980年代以来の国際プロジェクトで、日本は大型大気レーダーの開発で貢献してきた。SCOSTEPが2014年に開始した国際プロジェク
トでもリーダーシップを維持するには、本計画の実施が必須。
• 赤道MUレーダー(EMU)：インドネシア政府（研究・技術高等教育省、航空宇宙庁など）から、早期の計画推進要請が日本大使館を通じて文科省に届けられた（2016年9月）。アジア域で太陽地球系科学を推進する機運が高まっている。
• EISCAT_3Dレーダー：北欧３国と英国からの予算を用いて建設がス
タート済である（2017年9月）。中国も予算要求中である。日本が国際的連携を維持するためには、国際的に合意されたスケジュールに従って予算化を進めることが必須である。
13

緊急性（２/２）
早期に実施しないと国際的に著しい不利益を招く。
• 大型大気レーダーの開発における国際的な競争に遅れを取る。
中国： EISCAT科学協会に加盟、また、独自に大型大気レーダー１基を設置（昆明）し、2基目を建設中（海南島）。
インド： フェーズドアレイの大型レーダーを推進中。
米国： EISCAT_3D計画への参加を検討中。

• 複数の衛星観測計画が実施中あるいは打上げ間近であり、地上のレーダー観測との連携が強く期待されている。
• 日本が広域観測を展開してきたアフリカに、欧米諸国が進出しつ
つあり、優位性を維持するには早急な戦略的展開が必要である。
実施の遅れにより、人材の深刻な流出が危惧される。
• 本学問分野は最新ハードウェアに依拠するため、本計画の遅れ
は欧米・新興国への人材流出を引き起こす恐れが高い。
14

まとめ（１） 大型研究計画としての適性

太陽エネルギーによる地球環境の生成・維持・変動の解明は、人類共通の根源的な興味であり、地球惑星科学分野の主要テーマである。
① 研究者コミュニティの合意：分野の将来ビジョンに合致し高い評価を得ている。国内外の厚い研究コミュニティから支持を得ている。
② 計画の実施主体：参加４組織は緊密な協力体制を構築している。
各大学等は計画推進を承認しており、概算要求中である。本計画の実施に当たって、国際カウンターパートを含む責任体制と役割分担は明確である。
③ 共同利用体制：本計画は、大学共同利用機関、共同利用・共同研
究拠点が実施主体であり、共同利用体制は万全である。国内外の研究コミュニティは規模・水準の両面で高度であり、幅広い研究者の参加が見込まれる。
④ 計画の妥当性：従来の実績に基づき、長年にわたり十分に検討されている。既に内部予算で準備を進めており、すぐに実施できる。
15

まとめ（２） 大型プロジェクトとしての優先度
本計画は、我が国が源流を創ってきた技術基盤に立脚した２つの大型レーダーと、我が国が得意とする地上観測網を中心として戦略的に立案されている。
⑤ 緊急性：日本は太陽地球系科学の国際プロジェクトの推進において、1980年代から大型大気レーダーで貢献してきた。国際的な責任分担を履行しないことが信用の失墜につながりかねない。
⑥ 戦略性：大型大気レーダーに関して世界トップを確実にし、我が国の強みを伸ばし、国際的リーダーシップを維持することができる。
⑦ 社会や国民からの支持：災害の防止につながる天気予報の改善
や、社会インフラである衛星システムの安全運用への貢献が期待される。産学連携による新型レーダー開発は産業振興を促し、経済成長につながる。
16

まとめ• 本プロジェクトの状況– 日本学術会議マスタープラン• 2011, 2014, 2017において重点大型研究計画認定• 2020に応募予定。。2019年3月に提出でしょう– 文科省ロードマップ• 2014において新規課題として掲載• 問題点– ２つの大型レーダーの「ガッチャンコ」ではないのか、と言われる傾向があります。
– これを打破するため、IUGONETとのさらに進んだ関係強化を必要としています。
17

以下は参考資料18

⑥戦略性（１/２）
分野での世界トップを確実にし、我が国の強みをさらに伸ばす。

• 本分野の国際共同研究プロジェクトの国際リーダーを日本が務めている（CAWSES-II（～2013）：津田、VarSITI（2014～）：塩川）• ２つの大型レーダーはアクティブ・フェーズド・アレイ・アンテナを技術基盤とする。この源流であるMUレーダー（京大）は、IEEE マ
イルストーンに認定された(25年以上経た画期的イノベーションへの顕彰)。本計画の技術基盤に対する我々の正統性を示しており、我が国が主導的に推進すべきである。
他分野への波及効果等がある。
• 他の惑星や系外惑星の大気環境やプラズマの構造と変化の理解に発展する。
• 地表付近の環境変動の影響が超高層大気では増大して現れる
ため、温暖化の環境監視等の変化予測に貢献しうる。
19

⑥戦略性（２/２）
国際貢献や国際的な頭脳循環につながる。
• ２つの世界最先端の大型大気レーダーの国際共同利用を通じて、トップクラスの研究者間の頭脳循環が促進される。

• 我々が本計画で実施するキャパシティビルディングを通じて、自然科学を指向するアジア・アフリカの若手が増え、科学振興に貢献できる。研究員・大学院生の国際交流を促進する。
将来的な我が国の成長・発展につながる。
• 産学連携による新型レーダー開発は、電波応用科学、情報通信工学、電子工学の技術発展を促す。

計画を実施しないと国の損失を招く。
• 大気レーダー観測、さらには太陽地球系科学における国際的リーダーシップを失う。
• 2つのレーダー建設および広域観測展開は国際的に責任分担があり、実施しない場合は国際的信用を損ねる。
20

⑦社会や国民の理解【地球環境変化予測・災害防止】 大気レーダー等を用いた研究は
極端気象の予報改善に貢献する。環境変動が顕在化する超高層大気のレーダー観測は、温暖化等の監視・予測に貢献する。
宇宙プラズマの研究は衛星システムの安全運用に寄与する。
【産業振興】 高性能レーダー開発、電波科学、信号処理技術、
データ解析技術等について産学連携で新開発することで国内外で産業振興を促す。
【大規模データ活用】 レーダー等の多様な大気観測データがWDS(World Data System)において認定されており、”ビッグデータ”の実例となっている。
【国際交流・若手育成】 世界最先端の大型大気レーダーの国際共同利用を通じて、欧米のトップクラスの研究者との頭脳循環が促進される。アジア・アフリカを含む国内外の若手研究員・大学院
生の国際交流を促進する。
21

国内・海外の研究コミュニティー（共同利用者）の広がり
現在までに本計画に関与した研究コミュニティ：全世界４４カ国の１８５機関から４８１名（うち国内、４６機関、２２６名）
南北アメリカヨーロッパ 他
日本
60
60
60
フランス

50

50

研究機関

50

他

40

ブラジル

30

ペルー

20

カナダ
米国

40

ロシア

40

30

ノルウェー

30

20

イギリス

20

10

フィンラン
ド
スウェーデ
ン

10

10

0

0

0
60

公私立大学
国立大学

アフリカ

アジア／オセアニア
60
他

他

50
40
30

50
南アフリカ

40
30

エチオピア

20
10

0

20
10

ナイジェリ
ア

地域毎の関連大学・研究機関数グラフ

0

台湾
インド
フィリピン

インドネシ
ア
オーストラ
リア 22

本計画の運営組織• 本計画は、IUGONETを基礎として構想され、推進されてきた。
• 運営組織構想– 京 大 RISH お よ び 名 大
ISEEの研究グループ、極地 研 に 新 設 す る
EISCAT_3Dレーダー推進センター（仮称、現推進室を改組）、九大ICSWSEを結んだネットワーク型
組織「IUGONET（仮称）」の立上げを目指す。
– 赤道MUレーダーおよびEISCAT_3Dレーダーの建設経費は、それぞれ京
大RISH、および極地研（情報・システム研究機構）から概算要求する。設
備費以外の運営費等は、ネットワーク型組織が予算申請し、配分する。
23

アレシボ
レーダー
(プエルト
リコ)

大規模大気レーダーグローバル観測網（これまで）

PANSY

ヒカマルカ
レーダー
(ペルー)

南極
固定
ビーム
アンテナ

赤道
アクティブ
フェーズド
アレイ
アンテナ

赤道大気
レーダー(EAR)(インドネシア)

ガダンキ MST
レーダー
(インド)

MUレーダーMAARSY(ノルウェー)

北極
EISCATレーダー
24

大規模大気レーダー
グローバル観測網（これから）

PANSY

赤道MU
レーダー

赤道
アクティブ
フェーズド
アレイ
アンテナ

EISCAT_3D

レーダー

ヒカマルカ
レーダー
(ペルー)

南極
固定
ビーム
アンテナ

アレシボ
レーダー
(プエルト
リコ)

赤道大気
レーダー(EAR)(インドネシア)

ガダンキ MST
レーダー
(インド)

MUレーダーMAARSY(ノルウェー)

北極
EISCAT
レーダー
25

国内・国際共同研究計画の実施状況と本計画提案に至る経緯
1985
IGY,
IQSY,
IASY,
IMS

1995

2000

2005

2010

2015

2017～

太陽地球系科学委員会（ICSU/SCOSTEP）国際共同研究プログラム
MAP 1982-85

STEP 1990-97

中層大気観測計画

太陽地球系
エネルギー研究計画

国内・
赤道域
研究

極域
研究

1990

MUレーダー(1984)

太陽地球系の気候と天気 太陽活動変動と地球への影響
CAWSES-II
VarSITICAWSES
2009-132014-18
2004-08
EPIC(赤道大気結合)/
Post STEP
1998-2002

PSMOS/ISCS/S-RAMP

赤道大気レーダー(2001)

赤道レーダー
現地調査→中断

EISCAT VHF
レーダー(1985)

観測・データネットワーク
主な競争的資金

MUレーダー・IEEEマイルストーン認定（2015)
設計・調査→概算要求・準備

スバールバルISレー ダー(1996)EISCAT UHF
レーダー(1981)

計画メンバーによる国際共同議長

EISCAT ス
バールバル
固定アンテ
ナ(1999)日本（極地研・名大STE研）
EISCAT加盟(1996)

PANSYレーダー(2011)ESFRI採択→設計→概算要求・準備

赤道ＭＵ
レーダー

EISCAT_
3D
レーダー

IUGONET・大学間連携(2009～継続中)

MAGDAS (地磁気観測網) ・大気光観測を展開→グローバル観測へ
新プロ・学術創成「アジア・太平洋地域を中心とする地球環境変動の研究」

途上国研究支援プログラム

特定領域研究振興調整費／戦略推進研究「赤道大気上下結合」「インドネシア宇宙天気」
特定領域研究アジアアフリカ学術
研究拠点形成事業「北極圏気候・環境変動」
基盤形成事業アジアアフリカ学術基盤形成型

計画の妥当性（年次計画）
研究項目＼年

現在(1) 赤道ファウンテン
（赤道MUレーダー）

各
機
関
に
よ
る
準
備
と
概
算
要
求

(2)極域エネルギー流
入過程（EISCAT_
3Dレーダー）(3)グローバル結合過程（全球観測ネッ
トワーク）
国際研究集会 （★）

2年目

3年目

EMU設置
・調整

5年目

EMU
予備観測

6年目

…

9年目

10年目

EMU本格観測EISCAT_3D コア（送受）システ
ム設置・調整（日本・ノルウェー）

EISCAT_3D
予備観測

EISCAT_3D本格観測
レーダーイメージング

EISCAT_3D受信システム設置（スウェーデン・フィンランド・その他）

EISCAT_3D
全国共同利用
全球連続観測広域観測網の拡充

地上観測・衛星観測・モデル
統合解析ツール開発
データベース構築体制の整備
観測データ・モデル総合解析
EISCAT_3D 赤道観測
コア局完成 取りまとめ

EMU
完成

ERG衛星観測（期間は衛星寿命による）
SCOSTEP国際研究プログラム
VarSITI

ERG衛星(2016)
ICON衛星(2017)

4年目

10年目
以降

EMU全国国際共同利用

レーダー合同
国際集会

国内外の研究動向
関連する
観測衛星の
打上げ時期

1年目

COSMIC-2衛星(2018)

全球観測
取りまとめ

次期計画
検討

MUR, PANSY定常観測

国
際
的
枠
組
み
に
よ
る
次
期
計
画
へ

SCOSTEP次期プログラム

赤道重点
観測

全球重点
観測

成果とりまとめ、次期計画策定27

国内・国際共同研究計画の実施状況と本計画提案に至る経緯
1985
IGY,
IQSY,
IASY,
IMS

1995

2000

2005

2010

2015

2017～

太陽地球系科学委員会（ICSU/SCOSTEP）国際共同研究プログラム
MAP 1982-85

STEP 1990-97

中層大気観測計画

太陽地球系
エネルギー研究計画

国内・
赤道域
研究

極域
研究

1990

MUレーダー(1984)

太陽地球系の気候と天気 太陽活動変動と地球への影響
CAWSES-II
VarSITICAWSES
2009-132014-18
2004-08
EPIC(赤道大気結合)/
Post STEP
1998-2002

PSMOS/ISCS/S-RAMP

赤道大気レーダー(2001)

赤道レーダー
現地調査→中断

EISCAT VHF
レーダー(1985)

観測・データネットワーク
主な競争的資金

MUレーダー・IEEEマイルストーン認定（2015)
設計・調査→概算要求・準備

スバールバルISレー ダー(1996)EISCAT UHF
レーダー(1981)

計画メンバーによる国際共同議長

EISCAT ス
バールバル
固定アンテ
ナ(1999)日本（極地研・名大ISEE）
EISCAT加盟(1996)

PANSYレーダー(2011)ESFRI採択→設計→概算要求・準備

赤道ＭＵ
レーダー

EISCAT_
3D
レーダー

IUGONET・大学間連携(2009～継続中)

MAGDAS (地磁気観測網) ・大気光観測を展開→グローバル観測へ
新プロ・学術創成「アジア・太平洋地域を中心とする地球環境変動の研究」

途上国研究支援プログラム

特定領域研究振興調整費／戦略推進研究「赤道大気上下結合」「インドネシア宇宙天気」
特定領域研究アジアアフリカ学術
研究拠点形成事業「北極圏気候・環境変動」
基盤形成事業アジアアフリカ学術基盤形成型 28

国内
2007

2008

①研究者コミュニティの合意

地球電磁気・地球惑星圏学会（SGEPSS）「地上ネットワーク観測の現状と将来展望」
日本地球惑星連合（JpGU）特別セッション「 地上観測、衛星、モデル研究の連携」
太陽地球系科学の将来に向けて

2007年10月 CAWSES 国
際シンポジウム（京大）
コンビーナ：津田他

日本気象学会が「国際赤道大気研究
拠点の構築」を含む4課題を推奨

2011

9月 マスタープラン2011 （全46件）「太陽地球結合過程の基盤形成」採択

2012

JpGU 宇宙惑星科学セクションで意見交換

2013

JpGU 地球惑星科学関連の大型研究
課題公開ヒアリング：高評価

2014

マスタープラン2014・重点課題、ロードマップ2014採択

2016

2012年2月
SCOSTEP理事会が本計画を支援2013年11月 CAWSES-II
国際シンポジウム（名大）コンビーナ：山本、塩川他

SCJ地球惑星科学委員会 大型研究課題検討会：１位評価
マスタープラン2017提案

JpGU 連合大会における大型研究シンポジウム：１位評価

2017

マスタープラン2017・重点課題採択

CAWSES(20042008)2011年10月 ISWI より
キャパシティビルディング
の強化要請

2009

2015

国際

CAWSES-II(20092013)
国際リー
ダー:津田
（京大）

2016年9月インドネシアの熱意を日本大使館を経由して文科省に伝達
2017年5月 レーダー合同国際集会（過去最多
19ヶ国から182名参加）

2017年6月EISCAT_3Dレーダー計画始動を決議

国際
宇宙
天気
イニシ
アチブ
ISWI
2010九大主導

VarSITI(20142018)
国際リー
ダー：塩川
（名大）
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広域地上観測網

プラズマ
シート

放射線帯

南北半球
結合

太陽・磁気圏からのエネルギー流入オーロラ
エネルギー・物質流エネルギー・物質流オーロラ

プラズマバブル

大気波動

プラズマ
バブル エネルギー・物質流

大気波動
大気波動

EISCAT-3D
レーダー

極域 ミリ波
分光計

EMU
レーダー

ミリ波
磁力計 分光計
電離圏
レーダー

分光
測光器

レーザー
レーダー

赤道域

磁力計

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赤道ファウンテン

赤道大気圏のエネル
ギー・物質ファウンテン
• 赤道域で地表から放出される大気物質は、対流圏を循環しつ
つ積雲や巻雲の生成・発達に寄与し、さらに対流圏界面を通過して成層圏に噴出され中高緯度に広く輸送される。
• 赤道対流圏を源泉とする大気
波動は中層大気の特異な長周期・不規則変動を駆動する。
• 電離圏では中性風によるダイ
ナモ電場が地球磁場と相互作用してプラズマを噴き上げる。
赤道域で特徴的な物質・エネル
ギーフローを「赤道ファウンテン」
として総括的に捉え、その変動が特に激しい熱帯アジア・西太平洋域で、赤道レーダー拠点観測、広域ネットワーク観測、衛星データ、
数値モデルを駆使して、その動態を解明し、全球に及ぶ大気変動を引き起こすメカニズムを定量的に
解明する。
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赤道ＭＵレーダーの概要（概算要求資料から）◆ 設置場所
赤道大気レーダーの北側◆ サブシステム構成
アレイアンテナ

完成予想図（直径約163m、
八木アンテナ1045本）

赤道ＭＵレーダー
アレイアンテナ（1045本）

送受信モジュール
（八木アンテナ基部に取付）

多チャンネル変復調・デー
タ処理装置

新設「赤道ＭＵ
レーダー」
１群（アンテナ本数19本）の外観
アンテナは55群構成（19本×55群＝1045本）（変復調装置、データ処理装
置、屋外分配装置・コネクタパ
ネル・屋内分配装置・電源装置等からなる）

利用計画・準備状況

既設「赤道大気レーダー」

・本設備は全国・国際共同利用設備として利用される。
・インドネシア航空宇宙庁と共同運営を予定している。同庁との信頼関係と協力体制は、
過去15年に亘る赤道大気レーダーの運営を通して培われており、問題はない。
・現地調査を平成24年3月に実施した結果、設置場所の地形、電源確保の諸問題、資材運搬の方法 などの問題点を解決し、設備設計と設置計画を飛躍的に高度化した。
・最近には地元政府の了承も得た。→ 実現に向けた準備は整っている。
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