宇宙天気ミニ講座
太陽編
情報通信研究機構 電磁波計測研究所
宇宙環境インフォマティクス研究室
久保勇樹

National Institute of Information and Communications Technology

1太陽の基礎知識

National Institute of Information and Communications Technology2太陽の構造National Institute of Information and Communications Technology

3太陽表面上空の構造

光球面からの高さ
National Institute of Information and Communications Technology4黒点が多いと太陽活動が活発

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なぜ黒点が多いと活動が活発？
太陽フレアと呼ばれる太陽表面での爆発現象は、ほとんど黒点の周辺で起こる。

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6太陽フレア
太陽フレアとは…
太陽黒点付近で突発的に起こる爆発現象。
電波～ガンマ線までの広い範囲の電磁波を放射する。
コロナ質量放出（CME）と呼ばれる現象や太陽プロトン現象を引き起こすことが多い（あとで説明します）。

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宇宙天気予報のための太陽観測の基礎知識

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8人工衛星による太陽観測データ

2014年1月7日 18:30UT頃の太陽

http://sdo.gsfc.nasa.gov/
http://www.swpc.noaa.gov/sxi/index.html
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9光球（可視光）• 黒点の変化が良く見える。
• 黒点が多いとフレアが起こりやすい。

http://sdo.gsfc.nasa.gov/• 黒点が集まっている場所を、黒点群（活動領域）と言う。
National Institute of Information and Communications Technology10光球（可視光）【磁場の強さ】• 黒点の磁場の複雑さが良く見える。
• 複雑な磁場の所でフレアが起きやすい。

http://sdo.gsfc.nasa.gov/• 赤～黄：太陽から出てくる方向の磁力線• 青～緑：太陽に入っていく方向の磁力線
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彩層（紫外線）• フィラメント（プロミネンス）が良く見える。
• フィラメントが飛び出すと、フレアやコロナ質量放出（CME）が起こる。
http://sdo.gsfc.nasa.gov/
National Institute of Information and Communications Technology12コロナ（紫外線）• フレアが起こり光っているのが良く見える。
• 実際に光って見えるので、いつどこでフレアが起こったかよくわかる。
http://sdo.gsfc.nasa.gov/
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コロナ（Ｘ線）• フレアが起こり光っているのが良く見える。
• 実際に光って見えるので、いつどこでフレアが起こったかよくわかる。
http://www.swpc.noaa.gov/sxi/index.html
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14太陽関連現象の観測

http://www.swpc.noaa.gov/
http://www.swpc.noaa.gov/ace/
http://sohowww.nascom.nasa.gov/
http://sunbase.nict.go.jp/solar/denpa/index-J.html

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15太陽全体からのX線
太陽X線とは…
太陽コロナから放射される。
• 太陽全体からやってくるX線の量が分かる。
• 大規模なフレアが起こると、通常の100～1,000倍のX線が地球に降り注ぐ。
 デリンジャー現象（電離圏編）

http://www.swpc.noaa.gov/
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16太陽プロトン（太陽放射線）
太陽プロトン（太陽放射線）とは…
太陽フレアなどに伴って放出される高エネルギーの粒子• 太陽からやってくる高エネルギー粒子（プロトン）の量が分かる。
• 大規模なプロトン現象が起こると、通常の1,000～10,000倍の粒子が地球に降り注ぐ。
 宇宙飛行士の被曝、航空機搭乗員の健康影響、人工衛星等の誤動作

http://www.swpc.noaa.gov/
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太陽風
太陽風とは…
太陽から定常的に流れ出す電気を帯びた希薄なガスの流れ。
ACE衛星で観測されている。

http://www.swpc.noaa.gov/ace/• ACEの観測で太陽風の速度や密度、磁場の強さや方向などが分かる。
• 高速な太陽風が地球に吹きつけると、地磁気が乱される。
 放射線帯電子の増加（磁気圏編）

NICTの新太陽風データ
観測システム

ACE衛星が観測した太陽風データ。NICTはこのデータをリアルタイムで受信している。
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18コロナ質量放出（CME）
CMEとは…
フレアに伴って太陽から噴出される電気を帯びたガスの塊。
電波放射を伴っていることが多い。
• CMEが飛び出した方向、速さが分かる。
• 飛び出したCMEが地球の方向に飛んできていると、１～３日後に地球に衝突する。
 地磁気嵐（磁気圏編）
 電離圏嵐（電離圏編）

http://sohowww.nascom.nasa.gov/
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19太陽からの電波
太陽電波とは…
太陽コロナから放射される。
太陽フレアやCME発生時に突発的に放射量が増える。
• CMEが地球に伝搬して来る速さがいち早く分かる。
 地磁気嵐（磁気圏編）
 電離圏嵐（電離圏編）
NICTの新太陽電波観測システム
NICTの太陽電波観測システムで観測された太陽電波
http://sunbase.nict.go.jp/solar/denpa/index-J.html
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20F10.7と黒点数
F10.7とは…
太陽から定常的に放射されている、波長10.7cm（周波数2.8GHz）の電波の強度。
単位はSolar Flux Unit (SFU) = 10-22 W m-2 Hz-1

• F10.7の値は黒点数と非常に良い相関があるため、F10.7の値が高ければ太陽活動が高い。
• 極大期では月平均でおおよそ200程度、極小期ではおおよそ70程度（日単位では300を超える場合もある）。
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NICTの宇宙天気情報
太陽編

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NICT宇宙天気情報センター

http://swc.nict.go.jp/contents/index.php
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太陽フレア予報
非常に活発
非常に活発
活発
やや活発
静穏

活発、非常に活発の予報の場合→デリンジャー現象（電離圏編）が起こる可能性がある。
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24プロトン現象（高エネルギー粒子）情報
赤線（10MeV以上のエネルギーのプロトン）が点線（10個 cm-2 s-1 sr-1）を超えた場合、プロトン現象発生の情報を出しています。
また、100個、1,000個、10,000個を超えた場合、臨時情報が発令されます。
1,000個
100個
10個

プロトン現象継続中の情報が出ている場合→宇宙飛行士被曝や航空機搭乗員の健康被害、人工衛星の誤動作などが発生する恐れがある。
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25太陽プロトン現象のため、若田宇宙飛行士が滞在中の、国際宇宙ステーションへの補給機の打ち上げが延期された。

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地磁気擾乱予報

磁気圏編

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磁気圏編へ続く…
太陽編終わりNational Institute of Information and Communications Technology

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