National Institute of Information and Communications Technology

2011年6月27日
宇宙天気ユーザーズフォーラム2011

物理探査での宇宙天気情報の利用方法

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

國武 学

National Institute of Information and Communications Technology

地磁気擾乱の原因• 惑星間空間磁場の南北成分 (Bz)が大きく南向きを示す時、太陽風が高速の時、に地磁気擾乱が発生しやすい。
擾乱が発生しやすい• 地磁気擾乱の原因となる現象には、回帰的なものと突発的なものがある。
(参考)• 太陽風の地球への到達時間
•

•

約3日前後

太陽の自転
•

27日で１回転太陽風磁場（南北成分）

National Institute of Information and Communications Technology

長期的傾向
長
地磁気活動は、夏冬より春秋が高め

National Institute of Information and Communications Technology

地磁気擾乱の原因となる現象 ‐‐‐‐‐‐突発的なもの
突発的なものCME(Coronal Mass Ejection: コ
コロナガス噴出現象)ナガス噴出現象)
惑星間空間磁場の南向きが大きくなることがある。その場合 地磁気嵐が起きうるの場合、地磁気嵐が起きうる。
注）すべ注）すべてのCMEが地球に到達するわけではない。
が地球に到達するわけ はな

コロナグラフで見たCME（Coronal Mass Ejection）

電磁流体力学シミュレーションで再現されたコロナ質量放出(CME)における磁力線の3次元構造（草野）http://st4a.stelab.nagoya‐u.ac.jp/kusano/research/National Institute of Information and Communications Technology
20GSM(nT)

10Bx (GSM)
By (GSM)
Bz (GSM)STARSでのプロット例

MFI_H0_cdaw/MFI/ACE (Mag field vector, GSM coord)

惑星間
空間
磁場

0-10-20-30

惑星間空間磁場の各成分

MFI_H0_cdaw/MFI/ACE (B-field magnitude)
25(nT)

20151050

惑星間空間磁場の強度

SWE_cdaw/SWE/ACE (Proton No. density)
80(#/cc)604020

太陽風密度0

SWE_cdaw/SWE/ACE (Solar Wind Proton Speed)800(km/s)

600

太陽風

400200(Kelvinn)

3.0x105

2.0x10 5
1.0x10 50

Dst_Index_provisional
1000-100-200-300-400-500-600

(nT)

太陽風速度

SWE_cdaw/SWE/ACE (Proton Temperature)4.0x10 510日分

太陽風温度

太陽風・惑星間空間磁場の変化により地磁気擾乱が引き起こされる。
太陽風が「高速」、惑星間空間磁場が「強い南向き向き」に注意。

Dst (地磁気指数)
ASY_SYM_indices_provisional (SYM-H)

地磁気擾乱SYM-H (nT)

6040200-20-40-6060

SYM-H(地磁気指数)OMNI2_DATASET_5min (AL-index (5-m))
2000(nT)-200-400-600-800-1000

AL (地磁気指数)

ASY_SYM_indices_provisional (ASY-H)

ASY-H (nT)80
60

ASY-H(地磁気指数)4020008/20 00:0008/21 00:0008/22 00:0008/23 00:0008/24 00:0008/25 00:0008/26 00:0008/27 00:0008/28 00:0008/29 00:0008/30 00:00
08/20/2010 - 08/30/2010 Time(UT)

このプロットはSTARSで作ったものです。

地磁気擾乱の原因となる現象
気‐‐‐‐‐‐回帰的なもの• コロナホール
コロナホ ル– 高速流が出ているところ– 27日回帰性を持つ– 寿命‐‐‐‐‐‐1回転以上数回転– 低緯度にあるものに注意

SOHO（ESA,NASA)

National Institute of Information and Communications Technology

OMNI2 DATASET 5 i (MagnitudeOMNI2_DATASET_5min(Mit d off avg. fieldfi ld vector)t )20(nT)

15

STARSでのプロット例

106か月分50
OMNI2_DATASET_5min (Bz, GSM)
15

惑星間空間磁場の南北成分(nT)

5-5-15OMNI2_DATASET_5min (Proton density)
40(n/cc)

30
20
100
OMNI2_DATASET_5min (flow speed, GSE)
800

太陽風の速度(km/s)

600
400
200
OMNI2_DATASET_5min (temperature)

6.0x105(K)

4.0x1052.0x1050
OMNI2_DATASET_60min (Bartels Rotation Number)2392

太陽の自転周期(Bartel #)

2390
2388
2386
2384
2382
Kp_Index/GeoMagneticIndex
9876543210Kp(地磁気指数)(地磁気指数)OMNI2_DATASET_60min (Dst Index (1-h))40(nT)

20

Dst(地磁気指数)

0-20-40-6060
OMNI2_DATASET_5min (AU-index (5-m))
500

AU(地磁気指数)

(nT)

300
100-100(nTT)OMNI2_DATASET_5min (AL-index (5-m))200
0-200-40000-600-800-1000-1200

AL(地磁気指数)

05/01/2008
05/11/2008
05/21/2008
05/31/2008
06/10/2008
06/20/2008
06/30/2008
07/10/2008
07/20/2008
07/30/2008
08/09/2008
08/19/2008
08/29/2008
09/08/2008
09/18/2008
09/28/2008
10/08/2008
10/18/2008
10/28/2008
Time(UT)

このプロットはSTARSで作ったものです。

National Institute of Information and Communications Technology

予報のLeading time
27日
太陽の自転１回転にかかる日数。したがって前回転や前々回転でコロナホ ルによる高速太陽風が来た時期に、前々回転でコロナホールによる高速太陽風が来た時期に27日を足して、次の到来月日を推定。
注）コロナホールが何回転続くかについては、観測で確認する必要あり。

2～3日
CMEの場合、太陽での観測から2～3日後に、プラズマ雲がやってくる。

当日（1時間前）
地球より少し上流に位置するACE衛星などによる観測
デ タが参考となるデータが参考となる。