平成22（2010）年度　一般研究２実施報告書

課題番号	22−共研−2010		分野分類			統計数理研究所内分野分類			a
						主要研究分野分類			4
研究課題名	時系列モデル・サポートベクターマシンを用いた内部磁気圏波動現象の抽出と解析
フリガナ 代表者氏名	ノセ　マサヒト 能勢　正仁				ローマ字		Nose, Masahito
所属機関	京都大学
所属部局	大学院理学研究科 地磁気世界資料解析センター
職　　名	助教
配分経費	研究費	0千円		旅　費		0千円		研究参加者数		2　人

研究目的と成果（経過）の概要

　当初の研究目的は、「内部磁気圏を５機で編隊飛翔するTHEMIS衛星群が取得した磁場データから、時系列モデルのあてはめ・サポートベクターマシンなどによって、各衛星で似通った変動を示すような地球物理学的現象を自動検出すること」であった。磁場データセットから、長周期地磁気脈動について各衛星間で似通った変動を目視によって見つけ出すことはできたが、今年度は、時系列データのあてはめなどによって自動検出するまでには至らなかった。そのため、この研究課題は継続中である。
　一方、内部磁気圏で生起する現象については、MDS-1衛星の磁場データとIMAGE衛星で取得された高速中性粒子イメージングデータを用いて、サブストーム時の磁場変動とそれに伴う粒子加速・リングカレントの発達について解析を行うことができた。地球半径の3.0倍から6.5倍まで離れた領域について、2002年の約半年間のデータを調べたところ、次のような結果が得られた。(1)サブストームに伴って、磁場双極子化現象が深内部磁気圏においても観測される、(2)この観測確率は、衛星の場所に応じて20-50%程度の範囲になる、(3)この双極子化現象の後、磁気嵐が発達しており、特に酸素イオンのフラックスが大幅に増大していることが推定される、(4)磁場双極子化現象と共に、時間スケールが3-5秒の短周期の磁場擾乱が現れる。過去の研究では、「深内部磁気圏は安定しており、ダイナミックな変動は存在しない」と考えられてきたため、以上の解析結果は世界で初めてのものである。これらの観測結果から、リングカレントの発達には、過去の研究で報告されてきたような「プラズマシートからの高エネルギー粒子の流入」よりも、「その場に既に存在していた低エネルギー粒子が短周期の磁場擾乱によって受けるローカルな非断熱的加速」がより重要な役割を果たしていると結論付けた。この結果は、J. Geophys. Res.誌で論文発表を行った(下記論文リストの[2])。この論文は多くの注目を集め、同誌のダウンロード数の上位5位以内に2週連続でランクインされた(うち一週は第1位)

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

平成22年度に発表した、当該研究に関する論文およびその他の論文を以下に示します。
[1] Nose, M., Excitation mechanism of low-latitude Pi2 pulsations: Cavity mode resonance or BBF-driven process?, J. Geophys. Res., 115, A07221, doi:10.1029/2009JA015205, 2010.
[2] Nose, M., H. Koshiishi, H. Matsumoto, P. C:son Brandt, K. Keika, K. Koga, T. Goka, and T. Obara, Magnetic field dipolarization in the deep inner magnetosphere and its role in development of O+-rich ring current, J. Geophys. Res., 115, A00J03, doi:10.1029/2010JA015321, 2010.
[3] Nose, M., S. Ohtani, P. C:son Brandt, T. Iyemori, K. Keika, and D.Y. Lee, Magnetic field depression at the Earth's surface during ENA emission fade-out in the inner magnetosphere, J. Geophys. Res., 116, doi:10.1029/2010JA015799, 2011, in press.
[4] Shibahara, K., M. Nose, T. Fritz, J. Niehof, A new generation mechanism of butterfly pitch angle distributions of energetic ions: Multiple pitch angle scattering in the stretched magnetic field, J. Geophys. Res., 115, A07229, doi:10.1029/2010JA015281, 2010.
[5] Miyashita, Y., S. Machida, A. Ieda, D. Nagata, Y. Kamide, M. Nose, et al., Pressure changes associated with substorm dipolarization in the near-Earth plasma sheet, J. Geophys. Res., 115,　A12239, doi:10.1029/2010JA015608, 2010.
[6] Takahashi, K., J. Bonnell, K.-H. Glassmeier, V. Angelopoulos, H. J. Singer, P. J. Chi, R. E. Denton, Y. Nishimura, D.-H Lee, M. Nose, and W. Liu, Multipoint observation of fast mode waves trapped in the dayside plasmasphere, J. Geophys. Res., 115, A12247, doi:10.1029/2010JA015956, 2010.
[7] Keika, K., P. C. Brandt, S. Ohtani, D. G. Mitchell, K. Min, M. Nose, T. Obara, H. Koshiishi, H. Matsumoto, Mass-dependent evolution of ENA energy spectra during storm-time substorms: Implication for O+ nonadiabatic acceleration, J. Geophys. Res., 115, A00I12, doi:10.1029/2010JA015889, 2010.
[8] Fok, M.-C., T. E. Moore, S. P. Slinker, J. A. Fedder, D. C. Delcourt, M. Nose, and S.-H. Chen, Modeling the super storm in November 2003, J. Geophys. Res., 116, A00J17, doi:10.1029/2010JA015720, 2011.
[9] Keika, K., P. C. Brandt, M. Nose, D. G. Mitchell, Evolution of ring current ion energy spectra during the storm recovery phase: Implication for dominant ion loss processes, J. Geophys. Res., 116, doi:10.1029/2010JA015628, 2011, in press.
[10] Tomita, S., M. Nose, et al., Magnetic local time dependence of geomagnetic disturbances contributing to the AU and AL indices, Ann. Geophys., 2011, in press.

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

該当なし

研究参加者一覧
氏名	所属機関
上野　玄太	統計数理研究所