SSE研究室

藤井教授（写真上）、と研究室メンバー（写真下）

藤井 良一 教授
Ryoichi Fujii, Prof.
野澤 悟徳 准教授 Satonori Nozawa, Assoc. Prof.
塩川 和夫 准教授 Kazuo Shiokawa, Assoc. Prof.（豊川）大山伸一郎 助教 Shi-Ichiro Oyama, Assist. Prof.

華麗なオーロラが見られる高緯度地域の地球高層大気中
では、興味深い自然現象が数多く発生しています。私たち

宇宙空間物理学（実験）研究領域のイメージ図とトロムソで撮影したオーロラ営されており、レーダーは、ノルウェーのトロムソ（北緯 69.6˚）、スウェーデンのキルナ（北緯 67.9˚）、フィンランドのソダンキラ（北緯 67.4˚）、およびスヴァールバル諸島ロングイアビン（北緯78.2˚）に設置されています。トロムソ、キルナ、ソダンキラはオーロラ帯の真下に位置し、もっともオーロラ観測に適したところです。またロングイアビンは太陽から来るプラズマ粒子が直接磁気圏に流入する“カスプ域”と呼ばれるところにあります。の研究グループではこの高緯度地域の超高層大気に注目し、私たちは、EISCAT レーダーに関する日本の中心的研究グループ

中性大気とプラズマが混合した電離圏内の様々な物理量を、として EISCAT レーダーを用いた特別実験の実施、観測データの大型レーダー(EISCAT)、中規模レーダー(MF レーダー、流収集・解析などを行っています。さらに EISCAT レーダー観測と星レーダー)、プロトンイメージャー、フォトメーター、オ組みあわせて、人工衛星・ロケットなどの飛翔体や、他のレーダーロラカメラなどを用いて観測し、オーロラ、風、電流なー（分反射レーダー、流星レーダー）、光学機器などとの同時観測、どダイナミックに変動する自然現象を、エネルギーの流れ総合的な観測を行い、物理現象の理解に取り組んでいます。観測と変換、プラズマや電流の流れといった点に注目して研究地の中心となるのは、ノルウェー北部のトロムソとロングイアビを行っています。研究対象としている領域は、中間圏（高ンです。毎年３—４回、現地に赴き観測を行います。この EISCAT

度 50−90 km）、熱圏（中性大気、高度 90−600 km）、電離圏

レーダー観測にはスタッフだけでなく、海外フィールド実習の一（電離大気、高度 60−1000 km）、磁気圏（高度 1000 km 以環として、大学院生も参加しています。以下に現在進めている研上、地球磁場の影響の及ぶ範囲）です。最近は、これらの究の中から３つ説明します。

領域間の相互作用が特に注目されています。SSe 研究室の居室は名古屋ですが、塩川准教授は豊川キャンパスにて、宇宙電磁観測グループとともに研究を行なっています。
私たちは主に観測に基づいて研究を進めており、その中心的な観測装置は、欧州非干渉散乱レーダー（EISCAT レーダー）と呼ばれる地球物理学研究用の世界最高水準のレーダー群です。そのパラボラ型アンテナは口径 32 m と 42 m、半シリンダー型アンテナは長さ 120 m にも及ぶ巨大なもので、最高出力は 3 MW です。この EISCAT レーダーは、日本、中国と欧州 5 ヵ国（イギリス、ドイツ、ノルウェー、スウェーデン、フィンランド）の国際協同により運http://www.stelab.nagoya-u.ac.jp/~eiscat連絡先 nozawa@stelab.nagoya-u.ac.jp TEL 052-789-4303
教授１／准教授 2／助教 1／PD2／DC3／MC2

ロングイアビンにある口径 42m の EISCAT レーダー

SSE

磁気圏と電離圏のエレクトロダイナミクスの研究

SSe（宇宙空間物理学（実験））豊川キャンパスの研究
SSe は豊川にも教員（塩川和夫准教授）がいます（平成 20 年 6

電離圏と磁気圏は地球の磁力線によって相互につながり、電月頃に名古屋に移転予定）。この流、電場、粒子などを通じて影響を及ぼし合っています。プラ

豊川の研究室は、工学研究科電気ズマ現象の理論を基盤として、EISCAT レーダーや人工衛星から情報システム専攻の協力講座を得られる観測データを用いて、オーロラ帯はもとよりさらに高兼ねており、工学研究科・理学研

緯度で発生している電離圏－磁気圏結合過程についても研究を究科の大学院生を同時に有する行います。磁気圏と電離圏は互いにフィードバック系を形成しユニークな研究室です。これは、ており、対象とする現象は時間的・空間的に複雑に変動します。

宇宙空間物理学の研究が観測機

このため、軌道上の変動だけを観測する人工衛星観測と、2 次元器の開発と密接に結びついてい的な観測を行う地上からの観測（レーダーやオーロラ撮像）のることを反映しています。

比較が重要となります。EISCAT レーダーを用いて、地磁気擾乱機器開発と言ってもいろい塩川和夫准教授（豊川キャンパス）きます。
時に特に顕著なオーロラ電流を定量的に知ることができます。

ろありますが、私たちの研究室では、高感度の光学計測機器、分あわせて得られる電気伝導度と電場を用いて、オーロラ電流の光機器を主に開発し、国内や海外の観測点に設置して、超高層大研究を進めています。さらに、磁気圏-電離圏結合に重要な沿磁気や地球周辺の宇宙空間を計測しています。これまでにない新し力線電流の特性を調べることにより、極域電離圏での 3 次元電い場所でこれまで測られなかった新しい物理パラメータを計測し、流系の研究を進めています。

研究を発展させます。さらに日本 JAXA や米国 NASA の人工衛星と同時観測することにより、地上観測・人工衛星観測の双方の長下部熱圏－中間圏相互作用の研究所を生かした研究を行っています。

下部熱圏大気（高度約 90−130 km）は、磁気圏-電離圏-熱圏間地球の 大気と宇宙空間のの相互作用において重大な役割を担っています。私たちは、境である超高層大気は、地EISCAT レーダーを利用して下部熱圏大気の運動（風）の研究を球温暖化の影響を受けると進めています。さらに、中間圏観測用分反射（MF）レーダーや寒冷化することが予想され流星レーダーを併わせ用い、中間圏から下部熱圏にわたる大気ています。また、オーロラダイナミクスの研究を行っています。下層大気から伝わる各種に 代 表 され るよ う に 、 北

大気波動や磁気圏擾乱が下部熱圏大気にどのような影響を与え極・南極では宇宙空間からているかを定量的に解明するため、これらレーダーのデータをのプラズマの流入があり、使って、研究を進めています。また、アメリカや日本の他機関

超高層大気は大きく乱さの研究者との共同研究により、大気モデル、大気大循環シミュれています。 地球の磁気圏・電離圏と呼ばれる領域は、スペースレーションとの比較研究も行っています。さらに現在、この高シャトルや月探査機が飛翔し、人類が将来、宇宙空間に進出して度領域の大気温度観測を行うため、高出力ナトリウムライダーいく際に必ず通過・滞在しなければならない宇宙空間ですが、まの開発を行っています。

だまだわからない現象が多く、時には宇宙飛行士を危険にさらす

インドネシアに設置した磁力計と塩川准教授・大学院生・現地スタッフ。

ような高エネルギープラズマも発生します。こういった領域の研
イオン流出現象の研究究を主に観測的な手法で行っています。研究内容については、 16

極域電離圏からのプラズマ流出は、磁気圏プラズマの源とし－17 ページの電子情報システム専攻・電気工学分野・宇宙電磁観て重要と考えられています。質量分析器を搭載した人工衛星に測グループのページも見てください。興味のある学生はいつでもより、酸素イオンや一酸化窒素イオンなどの重たいイオンが磁連絡を下さい。やる気のある学生を求めています。

気圏へ流出していることが観測されています。この現象は惑星大気の生成と消滅、進化に関係し、大変興味深い問題です。これらのイオンは最初に電離圏内のオーロラ帯や極冠域などで加熱され、磁気圏へ流出していると考えられていますが、その物理機構は未だ解明されていません。私たちは EISCAT レーダーを用いて、酸素イオンが主なイオンである高度 400km 付近で起きているイオン上昇流の高度、時間変動を観測し、同時に得られたプラズマ温度、密度などのデータを使って、プラズマの流出と加熱の機構が何であるのかを探っています。さらに、CLUSTER 衛星等の磁気圏を飛翔する人工衛星のデータを用いて、電離圏を流出したイオンが磁気圏にどのような影響を与えているのかを調べています。
今回紹介したテーマ以外にも、EISCAT レーダーと光学観測機

SSe（豊川キャンパス）での研究テーマと計測機器器の同時観測データを用いたオーロラの研究や長期間に蓄積された電離圏の観測データを用いた電離圏長期変動の研究なども行なっています。

http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/
連絡先 shiokawa@stelab.nagoya-u.ac.jp TEL 0533-89-5166