地磁気世界資料解析センター

概要

地磁気世界資料解析センターは、京都大学大

行っています。

学院理学研究科の附属施設という側面に加え｢教育｣･｢サービス｣･｢研究｣の三要素を一つの施୫།ฉ঑৆উफ़
ແऐफ௙ჴሟ
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て、国際組織である世界資料システム (WDS)

設が兼ね備えているということは、他の研究組の一翼を担うという側面を持っています。大学

織やデータセンターにはない大きな特長であ教育の施設として、学生の教育や地球電磁気学の研り、これこそが地磁気世界資料解析センターに究に携わる一方、世界資料センターとして、世

おいて、先進的で高度な教育･サービス･研究を界中から地磁気データを収集し、研究者や一般行える理由となっています。

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୫ຳઌჴາ႓ऺ

サービス
サ
ビス
ス

研究

三要素が相互に作用して、より高度な利用者へデータを配布するといったサービスを,6&ᇂ୤ᅎ௙ါ਴ႍᇃ

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教育･サービス･研究が可能となります

世界の地磁気観測所からデータが集まります

赤点：地磁気観測所（1882 年以降）

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地磁気

S

を研究することの重要性

N

棒磁石の周
の りに
に生 る磁場磁場
棒磁石の周りに生じる磁場

地磁気のおおよその向きは水平面では「南から地磁気とはなんだろう？

北」、鉛直面では「北半球で上から下、南半球で下から上」となります。

地球はそれ自身が大きな磁石になっています。

日本付近では、水平方向の地磁気の強さは約磁石の周りに磁場ができるのと同様に、地球の୫ຳ

30,000nT、鉛直方向の地磁気の強さは 35,000

周りには磁場が生じています。これが地磁気で〜 40,000nT です。

す。北極には S 極が、南極には N 極があるため、地球の周りに生じる磁場
周 に生
場

4

微弱

微弱

約 4x10−−○)固有の磁気モーメント (Am2)

11 年周期で 2.8x1019
変動極性逆転磁気赤道上の磁場強度（nT）

約 5x10 約 3.1x102（一般磁場）
−

オーロラ

18

＜10

7.7x10

微弱

約 3x10

△

○

5

16

27

4.7x1025

3.7x10524

1.9x10

約 2x104

約 3x104

約 2x10○○magnetar

1.5x10

磁
( 石星

19

中性子星

＜10

海王星

＜1.1x10

天王星

木星

土星

火星

22

月

地球

金星

水星

太陽

天体の持つ磁場強度

24

4

16

約 10

19

約10 (？)

○8※ nT( ナノテスラ ) は磁場の強さ ( 磁束密度 ) を表す単位。市販されている貼付用磁気治療器の磁場の強さは約 10 nT。

磁場の拡散

地磁気はどうしてできるのだろう？

流体金属の対流

地球が大きな磁石になっている理由として、

地磁気強度分布の永年変化

地殻内核

ダイナモ作用が重要な働きをしていることは確

>Q7@

外核
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

マントル

実ですが、その詳細はまだよく分かっていませ

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ん。それを調べるためには、長期間・広範囲の地磁気データを収集して、研究する必要があります。ダイナモ理論は太陽や他の恒星・惑星の

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磁場成因にも応用できるので、地磁気の成因を調べることは他の天体の研究にも役に立ちます。

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ダイナモのイメージ図

内核 : 固体の金属核
体金属の対流と磁場の相互作用により、新たな磁場が作られます。
［ダイナモ作用］
マントル : 厚さ約 2,900km の岩石層。外核内で作られた磁場はこの中を減衰しながら伝わり、地磁気として観測されます。
地殻 : 厚さ 5 〜 35km の岩石層。私たちはこの上に住んでいます。

地球磁場はこの数百年あまりの間減少を続け

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外核 : 液体の鉄やニッケルでできた層。流

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ています。この速さで減少を続けると、あと1000 年足らずで消失する計算になりますが、
将来本当にその通りになるのか、あるいは、一時的な減少で再び磁場強度が回復していくのか、結論を出すことは容易ではありません。

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磁北
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1

6
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地磁気極方向磁極方向



針は水平にはならず、北半球では概ね N 極が伏地 球 磁 場 モ デ ル（IGRF-12）に よ る 1900 〜

北に S 極、南に N 極が地球には角と呼ばれる角度だけ下を向きます。

2020 年の地磁気極と磁極の位置を示したもの

あるような磁場（地磁「地磁気極」とは地磁気を地球中心にある短で、地磁気のゆっくりした変化（永年変化）に気）が存在するため、方位磁石 の N 極はほぼい棒磁石で近似したときの、その軸が地表と交よって移動しています。

北を指しますが、その向き ( 磁北 ) は真北ではわる地点のことです（地磁気南極、地磁気北極）。

右図は IGRF-12 による 2015 年の京都での磁なく偏角と呼ばれる角度だけずれています。まこれに対し「磁極」とは鉛直方向に自由に動く

北と、地磁気極と磁極の方向を示しています。

た、地磁気極と磁極という 2 種類の極が定義さ方位磁針が鉛直となる地点のことで、南北両半

現在、偏角が西向きなのは、シベリアのバイカ

れますが、地磁気は複雑な分布をしているため、球それぞれ磁南極、磁北極と呼ばれます。ただル湖付近が北半球でもっとも地磁気が強く、そ磁北が地磁気極や磁極方向を指し示すわけではし磁石としては地磁気南極や磁南極が N 極、地

ちらに方位磁針の N 極が引かれるためと考えらありません。さらに、重心で支えられた方位磁

磁気北極や磁北極が S 極です。左図は国際標準れます。

地磁気は地球周辺のプラズマを支配する周辺には｢磁気圏｣とよばれる空間が形成されます。また、後述するサブストームの時にオーロラが起こるのは、地球近傍のプラズマが地磁気

大気圏より高いところの地球周辺の空間は真空ではなく、電荷を帯びた粒子 ( 電子やイオン )の変化によって振舞いを変え、地球へ降り注ぐためです。

で満たされています。この粒子群をプラズマと

このように、地球近傍空間でおこる現象を研いいます。地磁気はこのプラズマの挙動を支配究するためには、地磁気は欠くことのできないします。

基本的な物理量なのです。宇宙空間物理学の分

太陽から地球に向かって流れてくる超音速プ
ラズマ流｢太陽風｣(300 〜 1000km/s）は、地磁

オーロラは極地を取り巻く環状の領域に出現します。
電離層には強い電流が流れ、地上に磁場の変動を引き起こします。

野では、多くの研究者たちが地磁気のデータを利用しています。

気の存在のため、地球に直接侵入することなく、脇へ逸れて流れていきます。その結果、地球の太陽風と磁気圏
磁気圏
波

撃

衝

太陽風
放射線帯 ( バン・アレン帯）

電離層

太陽
オーロラ帯

常 に 変 化 し て い ま す。

地磁気は

月 24 日 ( 右 ) では激しい地磁気の変動が記録さ10 万年から 100 万年

れており、この日は下図のような非常に複雑な程度の非常に長い期間には向きが逆転すること

大電流系が地球の周りを取り囲んでいたと考えもあります。方位磁針の N 極が南を指すというられます。

ことも大昔には何度も起こったのです。10 年

また、地磁気は太陽の自転および太陽活動のから 1000 年の長い期間には、地球の磁場の強周期に基づくと考えられる 27 日・11 年といっ

さと向きが変わる「永年変化」が生じます。数た決まった周期でも変動を繰り返していて、さ日程度の期間では、地磁気が非常に大きく乱れ

らに地球の自転により 1 日周期でも変動している ( 減少する ) ことがあり、これは「磁気嵐」

ます。

と呼ばれています。もっと短い期間 ( 数 10 分
矢印は全て
電流を表す

程度）では、極域の上空を流れる強い電流によって、極域の地磁気が変化する｢サブストーム｣という現象もあります。この時には、明るいオー
昼側

ロラが激しく変化します。左図はキルナ、バレンシア、ウルムチの他、地上の様々な場所で観測された地磁気変動です。3 月 21 日 ( 左 ) はほ
とんど地磁気の変動が見られません。しかし 32007 年 3 月 21 日

2007 年 3 月 24 日

カーテン状オーロラ
オーロラがすじ状に見えるのは、宇宙空間の電子が磁力線に沿って地球に降り注ぐ際、大気とぶつかり発光させるためです。ピンクは上空
約 80km の窒素分子、緑は高さ約 100 〜 200kmの酸素原子、紫は約 200 〜 300km の窒素分子
イオン、赤は約 200 〜 500km の酸素原子が発光に起因します。オーロラを真下から見ると、遠近法の原理により、高いところで光る赤いオー
ロラは中心に寄るため、放射状に広がって見えます。コロナ状オーロラとよばれています。
（スウェーデンのキルナにて山内正敏博士撮影）

コロナ状オーロラ

夜側地磁気研究の社会的意義
地 磁 気は社 会 生 活と無 関 係ではありません。

下図は当センターで算出している地磁気指数の変化です。2003 年 10 月 29 日の世界時６時頃
から、地磁気の突然の増加（SC）を伴った磁気地磁気が大きく変化する磁気嵐の時には、放射線嵐が始まっています。極域では強いサブストーム帯が発達するため、人工衛星にトラブルが頻発しが発生し、AE（AU・AL）指数（橙・ピンク）はます。また､極域の地磁気が変化するサブストーム

2500nT 以上変動しています。中・低緯度では大の時には、上空に流れる電流の急激な変化によっきな磁気嵐に発達している様子が SYM-H 指数て石油パイプラインや高電圧送電線に誘導電流が（緑）からわかります。磁気嵐が発生すると高エ流れ、こうした施設に悪影響を及ぼすことが報告

ネルギー粒子から成る放射線帯 ( バン･アレン帯 )されています。これらの現象を事前に予測するたが発達します。

めの「宇宙天気予報」計画が日本･米国などです
すめられており、地磁気研究の果たす役割はます
ます大きくなっています。

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前日に太陽で起きた巨大フレアによる太陽風がQ7

地球を直撃し、2003 年 10 月 29 日世界時 6 時
頃から始まった磁気嵐は、今のところ 21 世紀最



大の嵐で、
「ハロウィン・イベント」と呼ばれてい

Q7

6<0+

ます。この影響で人工衛星が一時的に停止したり、
一部の航空機の無線通信に障害が出たりしました。
アメリカ・テキサスではオーロラが観測されました。

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SC

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主相

回復相

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2003 年 10 月 29 日
2003 年 10 月 30 日

地磁気は地球内部の構造とその変化を探るた
めにも重要です。火山噴火や地震に伴い地球の内部構造に変化が起きるので、それに対応して地磁気も変化します。地磁気を利用して、火山噴火や地震の予知を行う試みもなされています。

右図は、阿蘇中岳近傍における地磁気全磁力変化の例。火山活動の変化に対応し、地磁気が変化しています。

( 橋本武志氏 提供 )火口の中に設置された
プロトン磁力計

阿蘇中岳での地磁気観測

阿蘇山の火口の噴火 ( 火山研究センター提供 )地震に伴う地磁気の変化
Geomagnetic fields at TongHai(THJ:24.0N, 102.7E)

地磁気変動

地震に伴い電磁場が変化するという数多くの報HD告がありますが、観測データの信頼度、人工ノイズとの区別、物理メカニズムの特定など様々な問

Z

0.5
[nT]

題があり、確実な観測的事実を積み上げてゆく必
Seismic displacements at Kumming (KMI:25.1N, 102.7E)

要があります。右図に示したのは 2004 年 12 月

地動変位のスマトラ沖地震の際、中国南部で観測された磁VN

場と地震のデータで、振幅の大きな約 25 秒前後の長周期地震波動に伴い地殻が地球の磁場の中で動くことによる発電（ダイナモ）作用が地中に

E

0.2
[m]
01:05:00

01:10:00
01:15:00
01:20:00
2004年12月26日 UT

01:25:00

スマトラ地震直後に観測された、中国南部の通海（トンハイ）の地磁気変動と昆明（クンミン）の地動変位電流を流し、それが図のような磁場の振動として観測されたと考えられます。

KAK Y-COMPONENT
12nT

太陽活動が気候の長期変動に深く関わっている

90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10

8
6
4

60

2

50

300

40

ことが明らかになりつつあります。
地磁気変動は、太陽風の速度や磁場の向きな

MONTH

00

10

20

90

20

19

70

500

80

地磁気aa 指数
黒点数

19[km/s]
700

19

太陽風速度

19

太陽活動の長期変動を反映する地磁気の変動

60

10

1950

1960

1970

1980

1990

1950

1960

1970

1980

1990

30
20

200

どにより支配されているので、太陽活動度につい

150て太陽黒点数とは独立な情報を与えます。古くか

100

10
0

50

らある地磁気のデータを調べることにより、人工衛星による太陽風の直接観測開始よりも 100 年以上前の太陽風の状態を推定することもできます。

歴史建築に痕跡をとどめる地磁気変化
江戸時代初期に建造された大規模建築には、

0

1860

1910

1960

2010

上から太陽風速度（青）、地磁気 aa 指数（赤）および
太陽黒点の月平均値（黒）代初頭は西日本では方位磁針は約５度前後東を二条城（1603年）

約3度東けます。同様の例として、やはり江戸時代初期に建立された 南禅寺三門も、同様に東に約５度真ているものがあります。

ます。すなわち歴史建築の向きからも、方位磁針

例えば、1603 年に徳川家康が西日本の諸大名（地磁気）の向きは、過去 400 年の間に約 10 度に築城させた京都の二条城のお堀は、地図を見るも変化したことがわかります。このように、地磁気と明らかなように、ほぼ正確に地理的真北を向い

変化は、人間活動の時間スケールで歴史的建造ている堀川通から東（時計回り）に 約３度傾い物にもその痕跡を残すことがあります。

E
二条城

二条通

御池通

ています。この原因として、二条城の築城に際し謎を解く』西和夫著 1986 年彰国社）。
現在、京都市付近では方位磁針は 7.1 度西を指しますが、考古磁気学分野の研究から、江戸時

堀川通

北からずれて建っていることが地図から読み取れたからであろうといわれています（『建築技術史のN指していたことがわかっており、上記解釈を裏付

方向が地理的南北あるいは東西から明らかにずれては、方位磁石（コンパス）を用いて南北を決め

2000

地磁気日変化の 振幅の季節・経年変化（上）と 太
陽黒点数（SSN）年平均値（下）（1946-2000 年）

二条城周辺の地図に、堀の向き（赤線）と地理的南北の向き（細線）を重ねた。堀の向きは、堀川通と比べて
約 3 度東に傾いている。
（右上）
二条城東大手門前の堀。青破線は現在の堀の縁を示し、赤破線は現在の磁北に堀の方向を向けるとどのように見えるかを示す。
（右下）<Yahoo!地図情報(http://map.yahoo.co.jp)を元に作成>



学部

地球惑星科学課題演習［流体地球系］

授業科目を担当し、毎年数名の卒業研究指導を

地球上の流体現象（流動・波動）を観測実習やデー

行っています。

タ解析、モデリングを行うことで研究手法を実習し、電離気体電磁力学や地球電磁気学の講義

電離気体電磁力学で得た知識のさらなる理解を目的とする。

太陽地球系物理学を学ぶ上で必要となる電磁流
体力学･プラズマ物理学の基礎理論、電離層から
磁気圏および惑星間空間について講述する。

地球惑星科学課題研究［T1. 電磁気圏］
電離気体電磁力学や地球電磁気学で学んで得た

地球電磁気学

知識を基に､与えられたそれら分野の個別の課題

地磁気の測定・解析方法、地磁気ダイナモ理論、について､教員の指導の下で研究をすることによ

古地磁気学、電気伝導度構造など地球内部電磁り､研究の現場を体験し､研究の方法を修得する

気学分野の紹介と、これらをさらに深く学ぶ上ことを目的とする。

で必要となる基礎理論の講義。


地球科学実験［全学共通科目］
大学キャンパス内で地磁気の測定を行い、その変化について考察する。

地磁気データを用いた

教育
大学院

太陽惑星系電磁気学ゼミナールⅡ, Ⅲ

自然電磁環境情報学講座 ( 協力講座 ) として、

太陽地球系物理学分野の英語文献の輪読と内京都大学大学院理学研究科の教育に参加し大学容について議論を行い、教員が解説と指導を行

院学生の研究指導を行っています。

う。
【修士課程科目】

太陽惑星系電磁気学Ⅰ, Ⅱ
電離圏・磁気圏の物理過程や地球内部電磁気

太陽惑星系電磁気学ゼミナールⅡ, Ⅲ

学を研究をするための観測手法や数値シミュ

個別あるいは数名の少人数を対象に、研究テー

レーション技法など、専門的知識を当センター

マに応じ、得られた成果についての助言を与えと地球物理学教室の教員が、各々の専門分野をるとともに、討論を行う。
【博士課程科目】

中心に講義を分担して行う。
【修士課程科目】( 詳細は理学部「教科の手引き」および理学研
究科「学事要項」参照 )応用地球電磁気学
地殻構造と地球内部の活動の関係について、
地球電磁気学的手法を用いた地震予知、火山噴火予知の観点から講述と実習を行う。
【修士課程
科目】

教育施設としての役割

パブリック・アウトリーチ

大学院院生・学部学生が研究や演習を行う過専門知識や最新の研究結果を一般社会に向け程で必要な地磁気データや計算機設備を提供して分かりやすく解説することにも力を注いでいています。毎日、数名から 10 名前後の大学院ます。これまでに、隔月発行している地磁気セ

院生・学部学生が当センターを利用しています。

ンターニュースやホームページでの用語解説、
オープンキャンパス、高校生および海外の大学生向けのセミナー、教育関係者への知識・資料提供、
毎年発刊される『理科年表』（丸善）の編集、
国立科学博物館やサイエンスアゴラなどでの科学展示 Dagik（ダジック）プロジェクト、京都
大学総合博物館『京の宇宙学』への出展などの活動を行ってきました。



国立科学博物館・Dagik 展示
海洋研究開発機構の研究船「かいれい」船上で海底電磁気観測ステーションの組み立てに勤しむ大学院院生（左）と教員（右）。背後に 7000ｍ級潜水船「かいこう 7000II」が見える。

上海にて撮影

屋久島
上海

月

電子

太陽光
電離層

100km

南極観測船（上海）

皆既日食観測 (2009 年 7 月 22 日）

奄美・大島北高校

上海にて撮影皆既日食が大気圏・電離層および地磁気に及ぼす効果をトカラ列島や上海、沖縄、九州で学生とともに総合的に観測しました。

World Data Center for Geomagnetism

アメリカ、ロシア、ヨーロッパ各国、中国など( 地磁気世界資料センター ) の運営に存在する各研究機関（センター）が運営して1957 年に国際地球観測年（International

います。

Geophysical Year）のプロジェクトの一つとしわが国では京都大学大学院理学研究科の附属て、地磁気観測体制の国際的な整備が行われま施設である地磁気世界資料解析センターが「地した。そこで取得された地磁気データをはじめ、

磁気世界資料センター・京都 (World Data

さまざまな観測データを収集･配布するためのCenter for Geomagnetism, Kyoto)」を運営して組織として World Data Center（世界資料センいます。

ター）が設立されました。この組織は、日本、ます。データは観測所からの郵送の他、静止衛

データの収集･保存
WDC の一組織として、世界の約 150 ヵ所の地磁気観測所からデータを収集し、保存してい星やインターネット経由で収集しています。保
存データの概要は以下の通りです。

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地磁気データのサービス

地磁気世界資料解析センター HP へのアクセス数の推移

データの配布data missing [2017/12/21-2018/09/17]（単位 : 100万）
5

4

3

2

1

法に大きく移行しています。

収集・保存したデータは、全世界の利用者のWorld Wide Web や anonymous FTP を通して、

リクエストに応じて無償で配布しています。配全世界から連日多数の利用があります。2019

布の方法は、媒体を用いた従来のやり方が、デ

年 12 月現在、当センターのホームページへはジタルデータをネットワーク経由で配布する方

1 ヵ月あたり約 270 万件のアクセスがあります。

19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
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00
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03
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0

年

(2019/1/9)

地磁気指数の算出と公開

これに対し国際地球電磁気学超高層大気物理

地磁気指数は、地磁気の擾乱程度を表現する学会（International Association of Geomagnetism

もので、地球電磁気学・宇宙空間物理学の研究

and Aeronomy）および太陽地球系物理学・科学には非常に重要なものです。地磁気資料解析セ委員会（SCOSTEP）は「WDC for Geomagnetism,

ンターでは、AE 指数・Dst 指数・ASY 指数の 3

Kyoto に感謝の意を表明する」という決議を計

種類の地磁気指数を算出し、公開しています。

7 回にわたって採択しました。

（AE 指数はオーロラ出現領域、Dst 指数は中低

近年になってデータ収集がネットワークを介

緯度域、ASY 指数は中低緯度域で経度によってして行えるようになったことや、宇宙天気予報

異なる地磁気擾乱をそれぞれ表しています。）こへ取り組みが始まったことを受けて、地磁気指

うした地磁気指数の算出は 1981 年から現在に数をリアルタイムで算出し、ホームページ上で至るまで中断することなく続けられています。

公開しています。

(nT)0June 2015

Dst (Provisional)

WDC for Geomagnetism, Kyoto

- 100
- 200
- 300
- 400

DST 指数

- 500

1

6

11

16

21

26

31

峰山観測室（京都府京丹後市峰山町）

AE 指数


磁場観測

静止軌道衛星およびインターネット経由で地磁

峰山や信楽の他、タイやインド、中国、さら気データを収集する計画も実施しています。こには海底（北西太平洋盆、西フィリピン海盆）のデータは、世界的に最も広く使われているに磁力計を設置し、磁場観測を行っています。

AE 地磁気指数を迅速に算出するためには不可得られた地上磁場観測データはリアルタイムで欠なものであるため、多くの研究者がこの計画処理され、地磁気解析センターに送信されます。

に期待しています。最近はスペイン、トルコ、

このリアルタイムデータは、ホームページで公グルジア、ペルーなど各国との共同観測計画も開されています。

進めつつあります。

商用通信衛星とインターネットを組み合わせたデータの実時間送信（タイ・ピマーイ大気科学観測所）

また、ロシアの観測所にも磁力計を設置し、データ収集・サービス方法の研究

準リアルタイムサービスを提供しています。

宇宙天気予報計画に必要となる地磁気観測

最近では国外に磁力計を設置し、データを収

データを、世界各地からリアルタイムで収集す集することにも力を注いでいます。また、古くる計画に参加し、インターネット、無線通信、からの地磁気観測データが大量に記録されていおよび通信衛星のデータ中継機能を利用した送るマイクロフィルムをデジタル画像ファイルへ

信方法について研究しています。また、それに変換、オンライン化するシステムの開発にも取よって実際に収集したデータから地磁気指数のり組んでいます。
トカラ列島中之島での磁場観測

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（略称：IUGONET）の推進
観測・研究』

ることが近年明らかになってきました。地磁気

超高層大気には、太陽紫外線や太陽風の他に、測データに関するメタデータ・データベースシ

下層の対流圏・成層圏・中間圏からもエネルギー

ステムを構築し、各種観測データを有機的に利や運動量が流入しています。それらが複合して、用した総合解析を促進します。さらに、様々な全地球規模の大気大循環やその長期変動、磁気現象が複雑に絡み合う超高層大気の長期変動の圏のプラズマ対流などに大きな影響を与えていメカニズム解明を目指します。

センターを含む IUGONET では、全地球に展開している磁力計、レーダー、太陽望遠鏡等の観広汎な高度・緯度にわたる観測領域

電離層ダイナモ電流の研究
京都大学理学部地球物理学教室で行われてきら磁力線に沿って両半球の間を流れる沿磁力線
電流の存在を確認することに成功しました。

た電離層を流れる電流の生成に関する長年の研究の伝統を引継ぎ､計算機シミュレーションと
人工衛星やレーダーによる観測を活用して､こNPsummerの分野における最先端の成果を上げています｡
人工衛星による精密磁場観測データの解析で

dawn

dusk

は、理論および地上磁場観測から存在を予想さ

Fig.1 エールステッド磁場観測衛星で確認された南北
Sq 電流渦間を流れる沿磁力線電流。そのため、昼間側
赤道付近の磁場東西成分（左図最下段）がマイナスの値になっている。右上はシミュレーションで得られた
電離層上端での沿磁力線電流の図（ハッチ部分が入る
向き )、右下がそれに基づく模式図で、左図に示した
磁場変化はこのような電流系に起因すると考えられる。

Fig.1 れていた南北両半球の Sq 電流渦の中心付近か

winterSP

磁気嵐とサブストームの研究
磁気嵐やサブストームの発生メカニズムを理を用いた解析的研究でさまざまな成果をあげています｡

解するだけではなく､定量的に再現､あるいは予報するため､京都大学大型計算機を活用した現実的な磁気圏内での荷電粒子トレーシングによる磁気嵐電流系の再現実験を世界で初めて行う

Fig.2 地磁気指数の解析で明らかになった磁気嵐とサ
ブストームの関係
Fig.3 磁気嵐中の荷電粒子トレーシング結果

と共に､当センターで算出している地磁気指数

Fig.2

Fig.3

地磁気データを活用した宇宙空間
および地球内部現象の+FRPS Q7+FRPS Q7D

0/7 KUDW87

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300+FRPS Q7+FRPS Q7

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60
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Teoloyucan

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Furstenfeldbruck

地磁気短周期変化の研究

180

240



E 

Fig.4

0/7 KUDW87

Kakioka

磁気圏内での観測データを組み合わせ、総合的

電磁流体力学の地球物理学的応用例として､

解析を行ってきました｡また､経度方向に離れた

さまざまな地磁気脈動現象や､太陽風の中の衝

６つの地磁気観測所で Pi2 型地磁気脈動を自動撃波が地球の磁気圏を圧縮した結果おこる SC

検出し、その結果を地磁気センターのホーム(Sudden Commencement) とよばれる地磁気水ページからリアルタイムで表示することによ

平成分の急増現象について､最新の高時間分解

り、宇宙天気予報計画の一翼も担っています｡

能地磁気観測データや人工衛星による太陽風･





87 F +FRPS Q7

Mineyama
Kakioka 0/7 KUDW8787     

+FRPS Q7



Fuerstenfeldbruck

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研究

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Fig.4 Pi2 型地磁気脈動のリアルタイム検出の様子

0/7 KUDW87


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0/7 KUDW87

地磁気永年変化の研究

Mineyama87 

地磁気を作り出す地球流体核内のダイナモ作

0/7 KUDW87 

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

 

用の解明に重要であると考えられる数百年から数千年の時間スケールの磁場変化を、歴史時代の遺跡から検出するための研究を行っていま
す。

Fig.5

Fig.5 古代窯跡（７世紀の瓦窯）における残留磁気測定の試み

Hydrogen60-120 keV

磁気圏構造とダイナミクスの研究
人工衛星観測計画には、データ解析の面から積極的に参加し、磁場および粒子データを収集・を活用し、地上の磁場変動とリングカレント粒

Hydrogen子の変動の間には、予想に反するような例があ 27-60 keVOxygen~160 keVることを発見しました。

データベース化しています。その結果、これまで知られていなかった電流系の発見や、一部の研究者によって理論的には予測されていた電流

Fig.6 リングカレント粒子から生成された高エネルギー
中性粒子の時間変動 ( 上図 ) と、地上磁場変動を平均化した SYM-H 指数の時間変動 ( 下図 ) の比較系の存在を確認することなどにも成功しまし1806

た。その他にも、高エネルギー粒子観測データ

地球内部および海洋底の電磁気学的研究

Fig.6

月から、WPB 点では 2006 年 6 月からデータが得られています。

地球内部を観測的に調べる手段の一つとして、地磁気観測データは非常に重要です。当センター
では、データを収集提供するだけではなく、収集したデータを活用して、地磁気の成因の解明に寄与する地球深部の電気伝導度構造の研究もFig.7 船上から投入される海底電磁気観測ステーション（SeaFloor ElectroMagnetic Station , SFEMS）。この装
置は、オーバーハウザー型絶対全磁力計とフラックス
ゲート型三成分磁力計を搭載し、海底で複数年の無人連続観測が可能。


Fig.7

行っています。また深海底における電磁場の長期観測計画に参画し、装置の開発とデータ解析を行っています。世界で初めて、水深 5000 メー
トル以上の深海底で観測された長期間の磁場
データを公開しました。現在では，北西太平洋
海盆に１点（NWP 点）、西フィリピン海盆に１点（WPB 点）の計 2 点で海底電磁場５成分の連続

Fig.8 海底で潜水艇「かいこう 7000II」を用いた設置作業中の SFEMS。海底観測点での長期観測では、既設機に隣接して代替機を潜水艇により敷設する事で装置の入れ換えを行う。手前に見えるのは、潜水艇のマニュピレータ（海洋研究開発機構の「かいこう 7000II」により撮影）。
Fig.9 世 界 の 地 磁 気 観 測 所 分 布。円 の 半 径 は1000km。赤い星印が、当センターで維持・運営している海底長期電磁気観測点。

観測を実施しています。NWP 点では 2001 年 8

地球表層を起源とする
超高層電磁気現象の研究
オーロラや磁気嵐、Pi2 型地磁気脈動に代表される超高層電磁気現象の大部分は、太陽・太陽風のエネルギーが源と考えられていますが、

Fig.8

Fig.10 2004 年のスマトラ大地震の時に、タイ・ピマー
イ観測所で観測された、地震が原因とみられる地磁気
脈動現象
NWP

Fig.11 地震に伴う音波が地磁気脈動を発生させるメカ
ニズム

WPB

地震や火山噴火、台風などにエネルギー源を持つ地磁気脈動も存在することがわかりました。
Fig.9

当センターでは、電磁場の観測だけではなく、地表と超高層の橋渡しをする超低周波数の音波に着目した微気圧変動の観測も行っています。

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J

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Acoustic-Gravitywave

Fig.11|V|

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100km

(a)

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WDC for Geomag,.Kyoto

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WDC for Geomag,.Kyoto

15

WDC for Geomag,.Kyotoር‫ݘ‬ᗒ඿ཽɉɞɭǦȰɨȪɭ‫ݿݦ‬

16

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地磁気の観測ĸ‫פ‬ʪǩ؊ǿǝ႖എȰɨȪɭ

タイ・ピマーイ観測所の例
14

WDC for Geomag,.Kyoto

17

15

16

17

地磁気は向きと大きさ ( 強度 ) を持つベクトル量で、トを使って角度の 1 秒まで正確に測定する必要があ

それらの絶対値を正確に決める地磁気絶対観測と、ります。また、変化磁場観測には、人工的な電磁ノ刻々の変化を測定する変化磁場観測があります。絶イズのない環境が必要です。

対観測は通常、磁力計を載せた非磁性のセオドライ

磁場はミクロの世界から大宇宙まで､いたる

理学研究科におけるところで基本的な役割を果たしています。地磁関連

気世界資料解析センターが所属する理学研究科

する研究だけでも、さまざまな自然界の磁場に関係する研究が行われています。地磁気の研究も下記のような異なる領域における研究も基本原理は共通しているので、お互いに有用な知識・情報の交換および共同研究をすることができます。

火山活動に伴う地磁気変化の研究
理学研究科附属地球熱学研究施設火山研究センターでは火山の噴火活動に伴う磁場変化の検出と噴火の仕組みの解明を目指しています｡
ᄺ蘇జ๳ଆऺ噴๳ᇂ๳జ໿༺অঽউ৆ജ੎ᇃ

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太陽表面現象の研究

熱圏・電離圏大気の研究

太陽表面で発生するフレアーなどの激しいプ

磁気圏からのエネルギー流入によって熱圏・ラズマ現象には磁場が本質的な役割を果たして

電離圏大気には様々な擾乱現象が発生し、通信いることが知られています。理学研究科附属天や精密測位に影響を及ぼします。地球物理学教

文台では、太陽表面の詳細な観測を行うとともに、

室太陽惑星系電磁気学講座では、GPS 電波や光

数値シミュレーションを用いた理論的研究も学的観測手法を用いて熱圏・電離圏に発生する行っています。

大気・プラズマ擾乱の生成と伝搬メカニズムを研究しています。

地球・惑星磁気圏プラズマの研究
地球物理学教室太陽惑星系電磁気学講座では
地球や惑星の電磁圏を構成しているプラズマの特性や磁場の構造、それらのダイナミクスに関する研究を衛星や地上観測のデータの解析や計நᅆऺื૊ᅹ஁ ᆂ騨஧ഺ଍ജ੎

算機シミュレーションによって行っています。

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地磁気世界資料解析センター設立後のあゆみ

沿革1977 年 4 月 18 日

前身 : 国際地球観測地磁気世界資料室

はその一つ WDC-C2 for Geomagnetism を

1957 年、国際地球観測年 (International

引き受けることになり、1957 年 12 月にGeophysical Year) 事 業 の 実 施 に あ た り、

京都大学附属図書館に国際地球観測地磁気

国際学術連合会議の IGY 特別委員会は、観世界資料室が開設されました。

測データの流通を促進するため、全世界にそのセンターには事務官 1 名が配置さいくつかの世界資料センター (World Data

れ、臨時事業費と理学部、工学部、教養部

Center) を設置することを提案しました。

の関係教官の奉仕により 19 年間にわたっ

地磁気研究で実績のあった京都大学理学部てデータサービスを行いました。

京都大学理学部附属地磁気世界資料解析センター設立
専任教官として助教授 1 名の配置
1979 年

新館 ( 理学部 4 号館 )3 階に移転

1980 年

助手ポストの新設

1981 年

AE 指数のデータブック第 1 号の発行･配布

1982 年

技官ポストの新設

1983 年

地磁気データベース｢GEOMAG｣構築
NASA より Group Achievement Award 受賞

日本学術会議における検討

果、世界資料センターは地球物理学研究の1976 年 5 月の国際協力事業特別委員会

推進に今後ますます重要な役割を果たすもSTP 分科会において世界資料センターのあのと考えられるので、現存するセンターをり方について検討がなされました。その結組織として確立するとの結論を得ました。

1986 年

Dst 指数の算出開始 (1985 年 10 月分より )1988 年

太陽地球系物理学データベース｢STP｣構築

1990 年

信楽 MU レーダー観測所で磁場観測開始｢地磁気センターニュース｣( 隔月刊 ) 発行開始
高時間分解 Dst 指数 (ASY/SYM 指数 ) 算出開始

1993 年

INTERMAGNET 計画による準リアルタイムデー
タ収集開始

1995 年



防災研究所峰山観測室で磁場観測開始
ロシア･ティクシー観測所 (TIK) から気象衛星

京都大学大学院理学研究科附属地磁気世界資料解析センター

ひまわり経由のデータ送信開始
WWW ホームページサービス開始ࣷࣥਕჷాలਕ૝૙ໞభზન້ࣥີ௙໿༺༦଑ᆍ)1996 年

7HOࣥ)D[

リアルタイム AE・Dst 指数・地磁気データ・
Pi2 地磁気脈動検出開始

85/KWWSZGFNXJLN\RWRXDFMS
センターへのアクセスࣥࣥࣥࣥࣥࣥࣥࣥࣥࣥਕჷా୓চঃࣱਕ஦჎௙ჴસࣲथज

1998 年

京都大学大学院理学研究科附属となる1999 年

教授ポストの新設

2000 年

アナログ資料のオンライン化開始

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中国･ウルムチ (WMQ) で地磁気観測を開始

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2004 年

タイ･ピマーイで地磁気観測を開始

2005 年

トルコ･イズニック、阿蘇からの実時間データ
転送開始

2007 年

グルジア･トビリシ（TFS）に磁力計を設置
Pi2 地磁気脈動指数算出開始

叡జᅡᄓ2008 年ਕ஦჎௙ჴસ

2009 年

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間データ転送開始
理学研究科 1 号館 5 階に移転

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大学間連携事業｢超高層大気長期変動の全球地

გိნ（略称 IUGONET) 開始
上ネットワーク観測･研究｣༘௯৯ந້

エディンバラセンターとのミラーリング開始

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インド･アリバグ (ABG) に磁力計を設置、実時୫ৡᄓඕ၅ྒྷ

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World Data Center for Geomagnetism, Kyoto
峰జMineyama

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地磁気世界資料解析センターパンフレット 2019 年 1 月 25 日発行

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