平成25（2013）年度　一般研究２実施報告書

 

課題番号

25−共研−2012

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

国際宇宙ステーションからの撮像観測データを用いた電離圏・中間圏トモグラフィー

フリガナ

代表者氏名

ウエノ ゲンタ

上野 玄太

ローマ字

Ueno Genta

所属機関

統計数理研究所

所属部局

モデリング研究系

職　　名

准教授

配分経費

研究費

40千円

旅　費

110千円

研究参加者数

5　人

 

 

研究目的と成果（経過）の概要

　国際宇宙ステーションに設置されている撮像観測装置（ISS-IMAP）によって観測されたデータを用いて高度80kmから100kmにかけて広がる中間圏と、高度100km から1,000kmにかけて広がる電離圏の構造をトモグラフィーにより推定する事を目的として研究を進めた。

　2012年10月から定常観測が開始された国際宇宙ステーションからの地球超高層大気撮像観測装置(ISS-IMAP)による遠隔観測は、全世界の中低緯度域を海陸分布等の影響を受けず、くまなく連続的に観測できるため、熱圏・電離圏で起こる現象の全体的な解明に有効である。特にISS-IMAPのうち、可視近赤外分光撮像装置(VISI)と呼ばれる観測装置による大気光の観測データは中間圏・電離圏での密度構造とその変動について新しい知見をもたらすと期待されている。ISS-IMAP/VISIによる観測は、中間圏・電離圏における大気光発光を撮像装置の視線方向に積分されたものを測定しており、その積分値データからトモグラフィーによって発光密度 (Volume emission rate)の3次元分布を推定する事が必要である。本研究では、この大気光の発光密度の３次元分布とその時間発展の推定を行うトモグラフィーの手法の開発を進めた。

ISS-IMAP/VISIのデータの特徴は以下の通りである：
・ 波長730nmと波長762nmの中間圏大気光の観測
・ 波長630nmの電離圏大気光の観測
・ 宇宙ステーションの進行方向と直交する視野幅90度の2つのスリットによる測定。
・ 一つの視野は前方斜め45度を向き、もう一つの視野は後方斜め45度を向く。
・ 夜側部分のみで測定
・ 大気光の輝度の変動は温度変動よりも密度変動による部分が大きい。

この二方向のスリットによって、同一の領域を4-8分の時間差で二方向から観測する事が可能であり、この間の時間変化が無視できると仮定することにより、対象とする大気光発光の3次元構造の情報を得ることが出来る。観測データには大気光による発光以外に地表の街灯り、月光の雲からの反射がありノイズ要因となっているため、これらを取り除くアルゴリズムを開発し、発光層の高度を推定するアルゴリズムを開発した。得られた推定結果は従来の観測と一致しており、他の観測機器による同時観測を行なって検証を行なう予定である。今後は、このISS-IMAP/VISIの観測データに加えて、ISS-IMAP/EUVI(極端紫外光撮像観測装置)による掩蔽観測データ等を用いて、中間圏及び電離圏の3次元密度構造の精度の高い推定が行えるアルゴリズムの開発を継続して進める予定である。

 

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）

Saito, A. et al., Preliminary results of the imaging observation of the MTI region by Ionosphere, Mesosphere, Upper Atmosphere, and Plasmasphere Mapping Mission on the International Space Station, American Geophysical Union fall meeting, 2013.

Saito, A. et al., and IMAP working group, Initial Results of the space-borne imaging observation by ISS-IMAP, International Association of Geomagnetism and Aeronomy 12th Scientific Assembly, 2013.

Sakanoi, T., Y. Akiya, A. Yamazaki, Y. Otsuka, A. Saito and I. Yoshikawa, Imaging Observation of the Earth's Mesosphere, Thermosphere and Ionosphere by VISI of ISS-IMAP on the International Space Station, IEEJFMS-Ａ, 131, 12, 983-988, 2011.

Saito, A., H. Eto, T. Tsugawa and G. Ueno, Ionospheric Tomography with Constrained Least-squares Method using GPS Total Electron Content Data, Asia-Pacific Radio Science Conference, 2010.

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

秋谷 祐亮

京都大学

五井 紫

京都大学

齊藤 昭則

京都大学

穂積 裕太

京都大学