2013年2月26日

ＮＩＣＴ 2012年度 宇宙天気ユーザーズフォーラム
講演 4

15:25-15:55

日本における巨大地磁気誘導電流の可能性
藤田 茂(気象大学校)、○源 泰拓（地磁気観測所）

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

日本における巨大地磁気誘導電流の可能性

太陽で起こる可能性があるスーパーフレアの想像図。
柴田一成 京都理学研究科附属天文台教授ら
2012年5月17日付各社報道

２０１３年２月２６日 宇宙天気 ユーザーズフォーラム
藤田茂（気象大学校）、源泰拓（地磁気観測所）
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

静穏状態の宇宙2

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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

宇宙の嵐
2006年12月6日

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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

地磁気誘導電流とは？

∂B∇× E = −∂t∇ × B ≈ µ 0 J = µ 0σE

http://research8246.blog5.fc2.com/
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

送電網への被害 1989年3月13日

カナダ･ケベック州
9時間の停電米国ニュージャージー州
トランス焼損(停電には至らず）
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644 nTslide 6

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Carrington Event 1859

recorded by Kew Observatory in London.
Dst < -850nT
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GIC（地磁気誘導電流）災害と対応
１９８９．３．１３ カナダ停電災害
１９８９．４～12？ 日本の電力会社による臨時GIC観測
１９８９．５ Northeast Power Coordinating Councilで
磁気嵐関連運用方策
１９８９．１２ 電力会社から地磁気観測所に報告

２００３．１０．３０ スウェーデン停電災害（南アフリカも？）２００６～ NICTが北海道でGIC観測
２０１０．７ HILF報告書（米国）
1989年イベントの10倍の現象を想定

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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

地理極と磁極は一致しない

WDC forGeomagnetism,
Kyoto
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

日本の磁気緯度は低いだから大丈夫！ なのか・・・？
磁気緯度
モントリオール（ケベック州）
Horred（スウェーデン）北緯45.5 西経 73.655.3

北緯57.2 東経 12.556.8

東京

北緯35.4 東経139.5

26.6

札幌

北緯43.1 東経141.334.3
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気象庁が運営する地磁気観測所

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地磁気急変現象を統計的に調査
ssc: Storm Sudden Commencement
磁気嵐の急始部分
si: sudden impulse

1957年から2012年 （55年） 約1500個立ち上がりの傾き（nT/min）を調べる。
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

Gutenberg–Richter law

小さなイベントはしょっちゅう起こる
大きなイベントはめったに起こらない

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Gutenberg–Richter lawの例

小さなイベントはとり損ないがある

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時間変化率ヒストグラム（女満別）（両軸とも対数）回

1101001000(nT/min)slide 15

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

“千年に一度”級の変動とは？
回

ある程度自信を持って結論付けるには100年超のデータがほしい。
１０００nT/分＝１９８９イベントの10倍

千年に一度1 ＝55年に0.055度

101001000(nT/min)log(nT/min)slide 16

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

女満別・柿岡・鹿屋の度数分布
低緯度だから大丈夫とは言い切れない？

1101001000(nT/min)slide 17

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

ふたたび、地磁気誘導電流とは？

∂B∇× E = −∂t∇ × B ≈ µ 0 J = µ 0σE
http://research8246.blog5.fc2.com/
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

Pulkkinenの解析 （変動緯度分布）
Max E

Pulkkinen et al. [2012]•大規模なイベントを解析•緯度50度を境にΔHの振幅が急変する

Max dB/dt

Max H

日本ではGIC災害は想定しなくてよい？
1989 Mar

2003 Octslide 19

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

NICTのGIC観測（道東地域）
GIC

Bx

Bx/dt

By

By/dt

Bz

Bz/dt

Watari et al. [2008]

最大で3.8A
GICとDの変動が対応
2006年12月14-15日
48nT/5min MMB, 38nT/5min KAK
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

地磁気観測所の地電流定常観測
V
地表A

B

Ve

・柿岡は1932年から、鹿屋・女満別は1948~1950年から
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

女満別・柿岡・鹿屋の地電流変化
地磁気 2012/7/14
20mv/km150•柿岡の地電位差はEW成分とNS成分で極端に違う。
50•同じ磁場変化に対して、柿岡の地電位変動は女満別の約10倍（EW成分）。
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

日本は世界に冠たる
地下電気伝導度異常帯
Pulkkinen「50度より低緯度では誘導電場は小さい」
誘導電場の推定のために、水平方向に一様な電気伝導度分布を仮定している。
⇒日本には当てはまらない。
北海道での観測を日本全国に敷衍していいか？
⇒特に関東地方は地下がぐちゃぐちゃ。

先行研究の結果をそのまま日本全体にあてはめるのは無理がある。
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

太陽で起こる可能性があるスーパーフレア
太陽と似た星を観測・解析し、スーパーフレアを確認

柴田一成 京都理学研究科附属天文台教授らによる想像図

2012年5月17日付各社報道
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

防災対応を視野に入れて極端現象の推定→ business continuity plan
＋インフラストラクチャの整備どれくらいの時間ごとに（頻度）頻度に応じた最大の大きさ

極端現象発生→避難＋個々の設備の防護
いまからどれくらいあとにどのくらいの大きさでslide 25

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

まとめとこれから必要なこと
現時点では、数百年に一度の大規模地磁気誘導電流の大きさがどのくらいなのかわからない。
（千年に一度級の女満別のssc/siは1000nT/min？）
地磁気観測、太陽・恒星観測→統計的推定
理論的な最大値推定
地下電気伝導度3次元性の検討
GIC研究には変電所での実測が不可欠。
科学者に求められる仕事
行政・給電業者に磁場変動・誘導電場・客観的なGIC極端値（100年に一度/1000年に一度）を提供すること
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講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

地球電磁気学＋地球惑星圏科学＋太陽物理
電磁流体
太陽磁気圏電離圏○○年に一度のイベント推定

地上磁場変化

誘導電場
電磁感応

送電線網
インピーダンス分布

地下電気伝導度分布の推定

誘導電流slide 27

講演 4 / Space Weather User's Forum 2012

JpGU2013「日本における巨大地磁気誘導電流」•数百年に一度の規模の地磁気急変現象の大きさ•現象の理論的な最大値•地中に誘起される誘導電場とGICの推定関連する理学的・技術的な研究発表も歓迎する。

5月19日(日)～24日(金) 幕張メッセ

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