宇宙天気の概況
平成27年7月17日

国立研究開発法人 情報通信研究機構
宇宙環境インフォマティクス研究室長
石井 守
1

本日の内容• 「宇宙天気」とは？
• 最近の宇宙天気状況• 宇宙天気に関わる最近のNICTの活動• 宇宙天気に関わる国際および国内動向2

What is “Space Weather?”「宇宙天気」とは？

3

目に見える宇宙天気 オーロラ

宇宙ステーションから撮影されたオーロラと大気光 [http://eol.jsc.nasa.gov]

宇宙天気

2

記録上最大の宇宙天気現象
キャリントンイベント (1859年9月1-2日)• 送電線が帯電• 電信オフィスが発火• 非常に明るいオーロラが発生し、夜でも新聞が読めた
6

今も起こるキャリントン級の爆発
現在キャリントン級の現象が起こった
時の経済的損失の見積もり
Regions

2012年7月23日に、キャリントン級のフレアが発生。地球方向を外れたため影響はなかった。

BestWorst

米国、カナダ

128,808

163,866

スカンジナビア、英国

28,90337,210

独・仏・伊・瑞・墺73,934

95,185

欧州全体

102,837

132,395

日本

41,74653,745

豪州

7,617

9,806

参考：東日本大震災の経済損失:
100,000-250,000 （百万ドル）

Reference: SWISS Re, Space Weather Workshop
2014, April 8-11, 2014, Boulder US.
7

米国は宇宙天気を地震や津波と並べ、米国戦略的国家危機評価（US Strategic National Risk Assessment）の一つとして検討

8

NICT宇宙天気予報センター

Webアクセス数:
158,057件/月
e-mail登録数：
9,271件（6/20現在）
FAX登録数：
17件（6/20現在）

国内の主なユーザ：衛星運用機関、航空関係機関、電力事業者、短波利用機関、物理探査事業者、大学・研究機関等学術機関、アマチュア無線 等
9Recent Space Weather condition

最近の宇宙天気状況

10National Institute of Information and Communications Technology

太陽活動の現状

黒点相対数

太陽黒点

2000年1月から2019年1月までの太陽活動変化（赤線は予測値）
11

3月15-18日 St. Patrick Event源となった太陽活動

3月15日に活動領域12297で発生したCクラスフレア(左)活動領域12297の黒点画像(中)活動領域12297で発生したCクラスフレア(右・下)パーシャルハロー型のCME
2時間で3.5太陽直径→CMEの初速度720km/s

3月16日時点のNOAA太陽風シミュレーション

3月18日時点のACE観測データ
太陽風速度は650km/s から500km/s前後に推移し、磁場強度は25nTから10 nT へ下降した。磁場の南北成分は一時 –25 nTになったが現在は、ほぼ0 nTである。

電離圏全電子数の変化

3/17：全緯度で強い正相嵐
LSTID、MSTIDも発生。
MSTIDに伴い、ROTIも上昇。

3/19
高緯度で負相嵐

3/18
全緯度で強い負相嵐国分寺のイオノグラム（サマリプロット）18日03:10UT
臨時情報(磁気嵐継続中）

フレア予報
フレア実測
地磁気予報
地磁気実測

17日9:00UT
臨時情報（磁気嵐発生）

3/16

3/15
2200

Tokyo
06:00UT

20Beijing
06:30UT

22
10Boulder
03:30UT

Sydney00:00UT

1200

1
1
1
1

1
1
1
12
11
11
1
12
1

10

200
12

1
1
1
11
1
1
1

3/220
1
10

1
1
1
1
111
11
1422
132

11
1
12
1
1
12
1
1222
1422
142
11
12
12222
13220
12201211222042
114

3/21

3/20
22242202220
1Brussels
12:30UT

3/17
22
12

空振り
見逃し
空振り
地磁気予報
見逃し
フレア予報

11
100
120
1
1000
122
1112

読売新聞2015年4月15日夕刊

19

【改善策】情報提供の多角化
従来の臨時情報提供• 項目：太陽フレア、プロトンイベント、地磁気嵐、地球放射線帯嵐• 条件：決められたパラメータが基準値を超えた場合• 時間：予報官勤務時間（土日祝含む毎日のワーキングアワー）
改定版情報提供

このほか、テンプレートの充実等により迅速な報道発表、広報対応を検討
SNSによる情報発信を準備中

自動通報
太陽フレア

自臨時情報臨太陽高エネルギー粒子

自臨

CME
衝撃波臨
検討中

地磁気擾乱

自臨

放射線帯電子自臨

デリンジャー現象自電離圏嵐

自シンチレーション

検討中

既存新設

• 詳細なレポートを以下に報告してあります。
• http://seg-www.nict.go.jp/patrick0317.html

Recent NICT Activity for Space Weather

宇宙天気に関わる最近のNICTの活動
22

NICT太陽監視システム

NICT小金井本部（東京都）

山川電波観測施設（鹿児島県）

太陽電波望遠鏡

太陽風観測データ受信システム
23

NICT太陽監視システム概要
Web,電子メールによる宇宙天気情報の提供

太陽風

太陽風監視機 (ACE,DISCOVR)
太陽電波

観測データ

レドーム内には直径8mのパラボラアンテナ
受信機

データ解析

直径11mのパラボラアンテナ
受信機

高精度情報

迅速な情報

太陽電波望遠鏡

太陽風観測データ受信システム

・太陽面爆発現象の早期発見とその地球への影響の見積もりにより、リードタイムの延伸をはかる・平磯から山川へのシステム機能の移設

・ACE/DISCOVR観測データを受信
・リードタイムは短いものの精度の高い太陽風情報を取得
24次期太陽風観測探査機
Deep Space Climate Observatory (DSCOVR)

約1
億
5千万km
ラグランジュ点

2015年2月11日打ち上げ
2015年6月にラグランジュ点到達

150万km25

プラズマバブル

26

SEALION(South-East Asia Low-latitude
Ionospheric Observation Network) King Mongkut's Institute ofTechnology Ladkrabang (KMITL) National Institute of Aeronautics andSpace (LAPAN)

 Chiang Mai University (CMU)• 東南アジア電離圏観測ネットワーク• プラズマバブルを中心とする赤道域電波伝搬障害を研究する目的で2003年より
NICTが構築• 後のAOSWAの核となるイオノゾンデフーツイ

GPSシンチレーション
GPS全電子数

チェンマイ

磁力計

バンコク
チュンポン

 University of San Carlos (USC)セブ

全天大気光カメラ

バクリウ
プーケット

コトタバン

磁気赤道赤道 Hanoi Institute of Geophysics,
Vietnamese Academy of Science andTechnology (VAST)
27日本海・東シナ海上空の電離圏観測• 航空運用に宇宙天気情報が利用されることから、海上電離圏情報を得ることが今後重要となってくる。

• 現在海上電離圏情報を得る手段としては– イオノゾンデ（電離圏レーダ）の斜め伝搬観測– 赤道越え電波伝搬– 低高度衛星オカルテーション– GPSブイが考えられる。

• NICTは近隣国と連携し手法開発を進めている。
• 図：韓国との連携による日
本海・東シナ海上空の斜め伝搬観測28

西太平洋上空の電離圏観測

現存するHF-TEPシステム（大洗）

日本・豪州間のHF・VHF帯の電波伝搬の方向探査を定常的に行い、プラズマバブルに伴う伝搬異常からその位置を推定するリモートセンシング手法を開発

新規VHF-TEPシステム（山川）29地表から電離圏までの天気予報モデル
電離圏擾乱予測のための地球全体の数値モデル

細かい乱れを再現する局所数値モデル電離圏（高度300km）

地表の温度• 電離圏は太陽の影響とともに、地表近くの気象にも大きく影響を受ける。
• 電離圏の天気予報をするためには、地表の天気を取り入れた予報モデルを作る必要がある。
• NICTは地球全体を見渡すとともに、細かい変化をとらえるモデルづくりを進めている。

30

国立科学博物館（上野）特別展「ヒカリ展」に協力

31

CQ ham radio連載記事（年4回）

32

International and Domestic Activity for Space Weather

宇宙天気に関わる国際および国内動向33

宇宙天気情報の航空機運用への利用義務化•••

国際民間航空機関（ICAO)第3付属書：航空機の運行責任者等に提供しなければならない気象情報を規定。
現在、宇宙天気情報を含めるよう第3付属書の改定が進められている。
2020年代には、宇宙天気情報が航空運用に不可欠な情報として使用される見込み

短波通信のみが可能な領域

短波通信衛星測
位
被ばく

航空運用
34

Proposed WG-MISD Schedule
Telcon/WebexTBD July 2015
TBD UTC
4 June 2015
1100-1200 UTC

Jun 15

Jul 15TBD Sep 2015
TBD UTC

Aug 15TBD Apr 2016
TBD UTCTBD Dec 2015
TBD UTC

Sep 15TBD Sep 2016
TBD UTCTBD Feb 2016
TBD UTC

Oct 15

Nov 15

Dec 15

Jan 16

Feb 16

Mar 162-6 Nov 2015
Montreal(Tentative)

TBD July 2016
TBD UTC

Apr 16

May 16

Jun 16TBD May 2016
TBD Location

Jul 16

Aug 16

Sep 16

Oct 16TBD Oct 2016
Montreal(MET Panel)

Face-to-Face
The coordinators will determine the telcon/webex schedules for each of the sub-groups.
Action: Determine dates (e.g., 2nd Thursday of the month) and times (e.g., 1100 UTC)
for future WG-MISD telcon/webex meetings.
7/23/201535

ISES: 国際宇宙環境サービス(16か国が加盟。ESAがCollaborative Expert Centerとして参加)
局所的電離圏観測や地磁気観測の地上観測網が充実している他、独自の宇宙天気数値予測モデル（太陽風、磁気圏、電離圏）の開発を実施。

太陽監視衛星、太陽風監視衛星、静止軌道衛星など多くの衛星を運用し、データを提供。

ワルシャワ（ポーランド）
ルンド（スウェーデン）エクセター（英国）

ボルダー （米国）
モスクワ（ ロシア）
北京（中国）

ブリュッセル（ベルギー）
プラハ（チェコ共和国）

ＩＳＥＳ本部（NOAA)

オタワ（カナダ）

NICT
ジェジュ（韓国）

東京（日本）

メキシコシティ（メキシコ）

ニューデリー （インド）

サンジョセドスカンポス（ブラジル）
ヘルマナス（南アフリカ共和国）

シドニー（オーストラリア）

国際協力によって宇宙天気予報を推進。

36

世界の宇宙天気（運用）関係組織
宇宙平和利用委員会（UN/COPUOS）

ISWI (International Space Weather Initiative) WG
2009~2011

Long-Term Sustainability WG
2011~2014
Regular session 2015~

国連
国際民間航空機関（ICAO)
世界気象機構（WMO)
国際科学会議（ICSU）

国際宇宙環境サービス（ISES）IAVSWOPSG (International Airways Volcano
Watch Operations Group) 2009~
WG-MISD (Meteorological Informationand Service Development) 2015~
ICTSW (International Coordinate Team forSpace Weather) 2009~
Space Weather Workshop(NOAA)
European Space Weather Week
Asia-Oceania Space Weather
Alliance (NICT) 2010～37アジアにおける宇宙天気研究活動のイニシャティブ••••••••AOSWA: アジア・オセアニア宇宙天気アライアンス（Asia-Oceania SpaceWeather Alliance）
SEALION の枠組みを発展
キックオフ: 2010年10月に5か国で開始
目的： 宇宙天気の運営および研究に関する情報交換
現在13か国26機関が参加
第1回会合:2012年2月22-24日,
タイ・チェンマイ
第2回会合: 2013年11月4-7日,
中国・昆明
第3回会合：2015年3月2-5日,
日本・福岡
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国内連携の新しい枠組み構築• 科研費：新学術領域研究「太陽地球圏環境予測」• A01班「双方向宇宙天気予報システムの構築」
大学・研究機関等

検証・評価ニーズの提供

モデル・観測の提供

使いやすい情報の提供• 国内の主要な宇宙天気関連研究機関が参加
名古屋大・利用者ニーズを伺う「宇宙天気ユーザー 京都大九州大協議会」をNICT立ち上げる予定

ユーザー

東北大
放医研、原子力研、JAXA、気象研
国立天文台,電気通信大、極地研、電子航法研、武蔵野美大
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40

宇宙天気予報の航空運用での利用イメージ

通信障害、位置認識できない

電離圏擾乱
マップの作成、告知
障害回避電離圏擾乱マップをリアルタイムで作成することで、航空障害を未然に防ぐ

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日本で観測されたオーロラ

情報通信研究機構 稚内観測施設
平成27年6月23日 13:46 UT （22:46 JST） ISO 3200 露出 20秒
42