EISCAT拠点観測（野澤）	
n

北欧トロムソ（北緯70度）において、ナトリウムライダーを中心に用いた観測研究ü EISCATレーダー、MFレーダー、流星レーダー等複数の観測装置を用いた観測研究ü 北極域高度80-110 kmの大気変動の観測研究① 磁気圏から流入するエネルギーに対する大気の応答〜加熱、風速変動〜② 下層大気から伝播する大気波動〜大気重力波、大気潮汐波、プラネタリー波〜③ 大気上下結合〜成層圏ー中間圏ー熱圏〜

ナトリウムライダー	

EISCATレーダー	MF radar	 風速	特に高度70-120 kmの現象が研究対象	
流星レーダー	
風速	

電波で観測	
光で観測	
レーザーを打ち上げる	

EISCATレーダー
電子密度、電子温度、イオン温度、イオン速度	

ナトリウムライダー：中性大気温度,風速	高度７０kmより上の地球大気が研究対象	

高度７０ kmから130 kmの大気の変動
大気加熱（ジュール加熱、粒子加熱）
オーロラアーク近傍での風速変動、温度変動
鉛直風
大気波動による風速・温度変動（大気重力波、大気潮汐波、プラネタリー波）
大気ダイナミクス
大気上下結合（成層圏突然昇温）	

どうして極域か?	

どうして北欧か?	
EISCATレーダーを中心とした多くの観測装置が展開	

極域大気は、磁気圏および太陽風に繋がっている。	

Magnetometer+ all-sky camera

EISCAT
Earth’s magnetic fieldlines	

+complementary obs.

tic field
magne

Sun	

EIonosphere	lines	

Hot	オーロラ活動の例（2014年12月23日＠トロムソ）	

EISCAT拠点観測（野澤）	
北極域の超高層大気は、磁気圏からの影響と下層大気からの影響を受け、変動している。
そのために、磁気圏から影響と、下層大気からの影響をそれぞれ理解する必要がある。
そこで、大型レーダー(EISCAT)などの複数のレーダーとナトリウムライダーなどの光学観測装置による総合的・相補的な観測を実施している。

ナトリウムライダー	

EISCATレーダー	ESR（EISCAT Svalbard Radar)(送信周波数 500 MHz)

ロングイヤービェン（78.15º N, 16.05 º E）に設置。	
アンテナは可動式（直径 32 m）と沿磁力線方向固定式（直径 42 m）の２基より構成。VHF、UHFレーダーに比べ高緯度に設置されているため、太陽風粒子が直接流入するカスプ域や、ポーラーキャップにおける物理現象の観測に適する。

VHFレーダー	(送信周波数 224 MHz)
トロムソ（69.59º N, 19.23º E）に設置
アンテナの大きさは120 m ×40 m。
４つの可動式シリンダー型のアンテナから成り、２方向の同時観測が可能。
UHFレーダーに比べ、高高度または低高度の双方の観測に適する。

UHFレーダー	（送信周波数 931 MHz）	
トロムソ ( 69.59º N, 19.23º E )、キルナ ( 67.86º N, 20.44º E )、ソダンキラ ( 67.36º N, 26.63º E )に設置。
アンテナはパラボラ型であり、その直径は 32 m。
３局１点方式による、３次元的なイオン、電子の物理量測定が可能。	

EISCATのデータの例	
極端紫外線による電離	電子密度

オーロラ電離	
電子温度

イオン温度

時間分解能１分
高度分解能３km	

イオン速度	４８時間	2010年10月から観測開始	
散乱光を観測	

パルスでレーザーを照射	

望遠鏡	

受信器	

Naレーザー	反射鏡	フォトマル	

送信コンテナ	

受信コンテナ	高い時間分解能（数分）を達成するには、高速に波長変換が必要	

Backscatter Cross-section(x10-16m2)

Doppler Broadened Sodium D2 Spectra
fa

1.2fc
Center frequency =c/589.1583nm

1pm

10.8
0.6
0.4

3pm

0.2
0 -3-2-10

1200K

150K

Frequency Offset(GHz)
250K

23

Data： December 7, 2011
（6min/1km resolution）	

大気重力波の散逸過程の研究〜３月に博士号を取得した大学院生による研究成果〜	
105

200

90

 18085


Altitude (km)

95




Temperature (K)

220

100

60

Northward wind	402095090-2085-40 

80

1630




1800



1900

 



2000


UT

2100



2200



2300



0030



80
1630

-60

1800

1900

2000

2100

2200

UT



20230
10220
0210

大気重力波による温度・風速変動	
Phase difference = 0.429913

200
1630

1800

1900

2300

2000

2100
UT

2200

2300

-10-200030

Amplitutde of northward wind (m/s)

160

Amplitude of temperature (K)Altitude(km)	
Altitude(km)

100 Temperature(K)	


240

0030

Wind velocity (m/s)

105Sporadic sodium layer生成機構の解明
EISCAT, LIDAR, Camera, photometerなどの総合観測データ	
SSL	

〜３月に博士号を取得した大学院生による研究成果〜	
高度80-110 km	

EISCAT	

Sporadic E layer	

January 22, 2012 		ナトリウムライダーの特徴
・５方向同時観測による空間構造
・高高度・高時間分解能(500m/3分)
・大学院生でも運用可能！

58 km	 58 km	
58 km	 58 km	観測プログラムを操作	
修士課程２年の間に一回は、現地にてライダーオペレーション。	
例えば：
昨年１２月１７日から１月間M2の２名が滞在

レーザー起動	
レーザーパワーをモニター	トロムソにおける研究活動！
（滞在の様子）	

雪国の醍醐味！雪かき！	
ちょっと町でランチ	
寛ぎながらモニター	

Cookingしながらモニター	

トナカイ肉でdinner	まとめ	
太陽風エネルギー注入に対して、超高層大気がどのように応答するか？	
〜地球大気環境〜		 
・磁気圏ー電離圏ー熱圏-中間圏相互作用の研究・大気上下結合	 
ー下層大気からの影響と、磁気圏（太陽風）の影響を定量的に吟味ー	 
EISCATレーダーを利用して下部熱圏大気の運動（風）、加熱量の導出。中間圏観
測用分反射（MF）および流星レーダーを用い、中間圏から下部熱圏にわたる大気ダイナミクスを探る。さらに、ナトリウムライダーにより、風速および大気温度を測定して、磁気圏からのエネルギー注入への応答を探る。	 	 

極域中間園・下部熱圏（70-120	 km)が研究対象領域	 
大気ダイナミクス、大気加熱、大気波動伝搬、	 砕波現象、Naレイヤーの生成等々	 	 	 	 キーワード：北欧、オーロラ、ライダー、EISCATレーダー、
大気上下結合、大気ープラズマ相互作用