宇宙天気予報
歴史資料編
第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム
ミニ講座（オンライン開催）
坂口 歌織, 塩田 大幸, 石橋 弘光, 中山 健司

郵政省

電波研究所

1

なぜ過去のデータが大事なの？
太陽の活動度∝

黒点数

活動度（黒点数）は約11年の周期で増減

1991
ようこうで撮影した太陽コロナ（X線）と太陽光球（白色光）

2020年11月11日

2000

ISAS/JAXA

黒点数の推移第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

西暦2

なぜ過去のデータが大事なの？
活動度（黒点数）が大きいほど大きな太陽フレア（太陽嵐）が発生
ピークの活動度の減少傾向

各年の黒点数
Xクラスフレア数
Mクラスフレア数 *1/7
Cクラスフレア数 *1/25

出展：
科学提言のための宇宙天気現象の社会への影響評価
2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム3

なぜ過去のデータが大事なの？
活動度（黒点数）は約11年周期で増減するが、周期ごとのピークの値は変動する
第24周期（2009－2019）の活動度（黒点数）はここ100年で最も低かった！
電波警報～宇宙天気予報
黒点数の推移（データ：ベルギー王立天文台）
地上観測による太陽・電離圏の監視

西暦
現在の宇宙天気予報の根幹となる
太陽・太陽風モニター観測の充実はごく最近のみ

GOES

静止衛星軌道太陽風その場観測
太陽コロナ磁場・観測
太陽地球間観測2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

ACE
SOHO

DSCOVRSDO
STEREO
4日本の宇宙天気の歩み
電波予報・電波警報の時代
1940年代2020年11月11日

宇宙天気予報の黎明期
1950年代

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ5日本の宇宙天気の歩み
電波予報・電波警報の時代
1940年代CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

宇宙天気予報の黎明期
1950年代宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ

ＢＳ放送一時中断(1994)
ギャラクシー４衛星故障（米国）(1998)
国際宇宙ステーション建設開始(1998)

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム6

日本の宇宙天気の歩み
電波予報・電波警報の時代
1940年代CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

宇宙天気予報の黎明期
1950年代宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ

ＢＳ放送一時中断(1994)
ギャラクシー４衛星故障（米国）(1998)
国際宇宙ステーション建設開始(1998)

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム7

日本の宇宙天気の歩み
電波予報・電波警報の時代〜1940年代

2020年11月11日

宇宙天気予報の黎明期
1950年代

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ8日本の宇宙天気の歩み

CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

電波予報・電波警報の時代〜1940年代

宇宙天気予報の黎明期
1950年代

1901長距離無線通信成功

日本で米国ラジオ局KGOの受信成功（日米初の無線電話）

Guglielmo Marconi

by NICT平磯100年誌
逓信省電気試験所 平磯出張所にてby Wikipedia

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ

9日本の宇宙天気の歩み
電波予報・電波警報の時代〜1940年代

2020年11月11日

宇宙天気予報の黎明期
1950年代

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

CRL平磯宇宙環境センターのパンフレット抜粋【2000年発行】

宇宙天気予報プロジェクト開始
1988年〜

現在へ

10宇宙天気予報の前身

電波予報・電波警報のはじまり

昭和20年（1945年）7月文部省学術研究会議のもとに短波無線障害予知班が結成

インターネット普及以前の時代

世界の国々の動静を伝える国際放送・国際通信、日本を離れて遠くの海を航行する商船、魚群を追う漁業船団、国内の離れた地点間の無線連絡、これらはみな、短波という電波を使っていました。
短波を効率よく使用し円滑な通信計画を立てるのに必要なのが電波予報です。

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム11

電波予報のはじまり 1947~
電波予報

通信可能な周波数は、太陽天頂角・季節・場所によって異なる「電波予報」開始（昭和22年5月）⇧平均的な電離圏の長期変動予報

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム12

電波警報のはじまり 1949~

電波予報は絶対的ではないü 磁気嵐ü 太陽爆発

電波警報の発令||

宇宙環境変化によって大きく変動し、激しい時は通信が途絶することも。

宇宙環境監視の始まり

突発的な現象を予知して通信障害を警告するのが、「電波警報」です。

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム13

昭和20年（1945年）7月
文部省学術研究会議のもとに短波無線障害予知班を結成
電波警報の始まり → 終戦により中断

昭和22年（1947年）7月
月刊「電波予報」創刊

宇宙天気にかかわる警報業務のはじまり
昭和24年（1949年）12月
電波庁電波部資料課が電波警報を再開
通信じょう乱が予想されるとき JJY に”W”のモールス符号を重畳発射

1940

1950

1960

1970

cont.

1980

昭和32年（1957年）3月
GEOALERTの開始→

IUWDS 西太平洋地域警報センターとして（1962~）→

ISES（1992~）

昭和31年（1956年）4月26日
デリンジャー現象発生予報の開始

昭和26年（1951年）5月4日
週間電波擾乱予報（RATEF）の第１号が発令（ハガキ）発令日の翌日から7日間の予報

電波警報業務は、太陽面現象・地磁気変化・電離層変化・通信状態を常に監視し、通信状態が不安定になるであろうと予想された場合、もしくはすでに不安定になっている場合に、電波通信利用者に対して、予報結果と現況情報を提供することを目的としている。
【電波警報業務の解説
2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

木所常一

昭和47年1月10日】
14

1949

JJYコールサインの後に「N」の符号が聞こえますツートン (x5)

電波警報をJJYに重畳発射開始
ツー・トン (x5)は「N」
Normal：通信状態は平穏でしょう。
トン・トン・ツー (x5)は「U」
Unstable：通信状態は不安定になるでしょう。
トン・ツー・ツー (x5)は「W」
Warning：通信状態が予想されるでしょう。または、通信擾乱が発生しています。

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

提供：株式会社アストロアーツ

15

警報日誌 1951年5月12日
A. 太陽活動
i. 太陽黒点
ii. 斑紋iii. プロミネンス
iv. フィラメントv. 噴出vi. 太陽電波雑音
vii. 電波バースト

B. 地磁気活動
C. 電離層D. 電界強度
標準電波 JJY に重畳された電波警報 N/U/W
1951/05/12–13• 09-15JST : U• 15-21JST : U• 21-03JST : N• 03-09JST : N
通信状態は平穏でしょう (N)
通信状態は不安定でしょう (U)通信じょう乱が予想される、または現在乱れている (W)2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム16

宇宙天気過去資料アーカイブ
紙媒体の記録のデジタル化にむけた作業中• 警報日誌 (1951年5月12日～）• 現象記録票 (1978年1月～)

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

17

Solar Activity Chart「手書きの現象記録表」1989年10月

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム18

Solar Activity Chart「手書きの現象記録表」1989年10月

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム19

1989.10
北海道でオーロラ

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム20

太陽活動と宇宙天気災害

参考：科学提言のための宇宙天気
現象の社会への影響評価

過去に地上等のインフラに影響が及ぶ大規模な太陽嵐イベントが多数発生• 1859年 9月1-2日
太陽フレアの初観測 → 大磁気嵐（キャリントンイベント）• 1909年 9月25ｰ26日
日本で地磁気誘導電流の影響により、国内外の長距離電信に障害。
• 1921年 5月13-15日
ニューヨーク信号システム障害、スウェーデン電話局火災。
• 1940年 3月24-25日
米国・カナダの各地で停電が発生。
• 1958年 2月9-11日
米国・カナダの各地で停電が発生。
• 1972年 8月4日
北米大陸広域で送電・電信網障害。機雷誘爆。(到来まで14.6時間)• 1989年 3月13-14日
カナダケベック州広域大停電。
• 2003年10月末-11月初旬
スウェーデン、南アフリカで電力障害。
黒点数の推移太陽フレアの発見

2020年11月11日

矢印：地表インフラ(電信・電話・送電・海底ケーブル)に障害が発生した宇宙天気災害の事例

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

最速CME

21

キャリントンイベント（1859年 9月1-2日）
1859年9月1-3日のインド・ボンベイの磁力計測定値
Tsurutani + (2003)

1859年9月1日の黒点・太陽フレアのスケッチ
Carrington (1859)

太陽フレアの発生から約17時間後から、世界中の広範囲でオーロラの出現が観測された。
ハワイ、サンチアゴなど磁気緯度が低く普段オーロラがない見られない地域での観測記録あり。
このイベントがこれまで記録が残っている中で最大規模の宇宙天気現象と推定。

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム22

最速CMEイベント（1972年 8月4日）

Knipp + 2018太陽フレア
• 8月4日 06:21UT Hα線 輝度が最大• 8月4日 06:36UT 1GHz電波強度が最大
76000 sfu
• X線強度 X20(推定)14.6時間

06:48UT

平均伝搬速度 2850 km/s

CME/衝撃波/高エネルギー粒子• 8月4日 20:54UT 衝撃波後面の流速が約2000km/sの衝撃波が地球に到来• プロトン(>10MeV) ~ 約 70000 pfu (推定)GLE 24 ( 70~80 %増 @South Pole )• 小規模な磁気嵐
社会影響• 北米大陸広域で送電・電信網障害。
• ベトナム北部の海域に仕掛けられた米国の機雷が勝手に爆発。

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム23

ケベック大停電イベント（1989年 3月13-14日）
NOAA5395

フレアイベント
ピーク日時
1. 3月6日 14:10UT
2. 3月9日 13:07UT
3. 3月9日 15:32UT
4. 3月10日19:12UT
5. 3月11日18:37UT
6. 3月11日19:40UT

経度 緯度-70 35-40 30-38 30-22 31-10 31-10 27

クラス
X15
M2.4
X4.0
X4.5
M1.2
X1.3
米国・ニュージャージー州で破損した変圧器1989年3月10日23:54UT の太 (国立天文台)

地磁気じょう乱指数 (京都大学)

衝撃波・CME
1. 3月13日 01:28UT
2. 3月13日 07:47UT

1回目の衝撃波
2回目の衝撃波

3月13日 0744 UT ごろ
ケベック州大停電 （約600万人）
米国ニュージャージー州 変圧器 破損

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

平成26年度 電気設備技術基準関連規格等調査役務請負報告書24太陽活動と宇宙天気災害

参考：科学提言のための宇宙天気
現象の社会への影響評価

過去に地上等のインフラに影響が及ぶ大規模な太陽嵐イベントが多数発生
このように過去には地上に影響が及ぶ宇宙天気現象（宇宙天気災害）が多数発生していた• 1859年
9月1-2日太陽フレアの初観測 → 大磁気嵐（キャリントンイベント）
が、宇宙天気のモニター観測が充実した最近の周期は比較的穏やかだった。
• 1909年 9月25ｰ26日
日本で地磁気誘導電流の影響により、国内外の長距離電信に障害。
また近年、宇宙を利用した社会インフラが急速に普及。宇宙天気に対して脆弱に。
• 1921年
5月13-15日
ニューヨーク信号システム障害、スウェーデン電話局火災。
もし当時発生していた様な大規模な宇宙天気現象が発生したときは、、、• 1940年
3月24-25日
米国・カナダの各地で停電が発生。
この様な事態に対して備える必要がある。
• 1958年
2月9-11日
米国・カナダの各地で停電が発生。
• 1972年
8月4日
北米大陸広域で送電・電信網障害。機雷誘爆。(到来まで14.6時間)
過去のデータをもとに、極端な宇宙天気現象では何がおきていたかについて理解を深め、• 1989年3月13-14日
カナダケベック州広域大停電。
将来の予報の利用できるデータとして活かすことが重要。
• 2003年10月末-11月初旬
スウェーデン、南アフリカで電力障害。
黒点数の推移太陽フレアの発見

2020年11月11日

矢印：地表インフラ(電信・電話・送電・海底ケーブル)に障害が発生した宇宙天気災害の事例

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

最速CME

人工衛星による太陽・太陽風モニター

252020年10月7日公開
日本において、太陽活動を主な源とする宇宙天気がどのような影響を及ぼし得るかを過去の文献・観測データ等を基に評価し、衛星運用、通信、放送、測位等のそれぞれの分野において、社会的に大きな影響を与える現象がどのくらいの頻度で発生する可能性があるかを示した報告書。

技術が進むと影響度も変化

https://www2.nict.go.jp/spe/benchmark/2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム26

まとめと今後の展望
宇宙天気現象の源となる太陽の活動度は黒点数とともに約11年ごとに増減
11年ごとの極大期の最大黒点数は周期ごとに変動。直近の第24周期は低調
NICT（前身の研究組織）は1940年代から太陽・電離圏の監視を継続。電波警報として社会に発信を始め、現在の宇宙天気予報につながる。
紙に残された当時の観測データ＝宇宙天気予報 歴史資料
• 過去の太陽活動が現在よりも活発だった時期の貴重なデータ
過去データのデジタル化・公開を順次進行中
Historical Spaceweather Viewer ( https://wdc.nict.go.jp/hsv/ )現在の知見をもとに極端な宇宙天気現象の観測データの解析を進め、その理解を深めるとともに、観測データのある時代から現在までの長期の宇宙天気現象データベースを作成• 将来の宇宙天気予報のためのデータとして利用（AI の学習データなど）• 宇宙天気現象による社会影響評価の信頼度をより高めるためのデータとして利用（宇宙利用など技術が進むと影響度も変化 ⇨ 詳細なデータがあれば柔軟な対応が可能）

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム27

ご静聴ありがとうございました

歴史資料

数値計算
AI
未来社会
宇宙天気災害予測

2020年11月11日

第15回宇宙天気ユーザーズフォーラム

28