[P-EM10] Dynamics of Magnetosphere and Ionosphere

[PEM10-02] オーロラコンピュータトモグラフィを用いた電離圏電気伝導度３次元分布の再構成

*吹澤 瑞貴¹、田中 良昌¹、小川 泰信¹、細川 敬祐²、Kauristie Kirsti³、Raita Tero⁴ (1.国立極地研究所、2.電気通信大学、3.フィンランド気象研究所、4.オウル大学ソダンキラ地球物理研究所)

キーワード：脈動オーロラ、電気伝導度、トモグラフィ、沿磁力線電流、電離圏

磁気圏と電離圏は沿磁力線電流を介して結合しているため、磁気圏–電離圏結合過程を理解する上で3次元電流系を理解することは重要である。脈動オーロラは典型的には直径数十から数百 kmのパッチ状をしており、数秒から数十秒で準周期的に明滅するオーロラが真夜中付近から朝方にかけて長時間出現する現象である。これまで、人工衛星による磁場観測によって脈動オーロラ発光が沿磁力線電流を伴うことが数例報告されている。この沿磁力線電流は電離圏電気伝導度の水平面内における非一様な分布によって駆動されていると考えられている。しかし、脈動オーロラに伴う沿磁力線電流が脈動オーロラのどの部分を流れて電離圏でどのように閉じているかは完全には明らかとされていない。この原因のひとつとして、数秒で変動する脈動オーロラの電離圏電気伝導度を観測により取得することが難しいことが挙げられる。出現時間が長く時間変動の激しい脈動オーロラの3次元電流系を調べるには地上観測が有用である。そこで本研究では、オーロラコンピュータトモグラフィを用いることで、地上複数地点に設置された全天カメラによって取得された単一波長のオーロラ画像から電離圏電気伝導度の3次元分布の再構成することを目的とする。
まず、オーロラコンピュータトモグラフィによってオーロラ画像からオーロラ発光の体積放射率の3次元分布を再構成した。解析に使用したオーロラ画像は、Abisko (68.36°N、18.82°E)、Kilpisjärvi (69.05°N、20.78°E)、Skibotn (69.35°N、20.36°E)の3地点で取得された427.8 nmのオーロラ画像と、Kilpisjärvi, Skibotn, Tromsø (69.58°N、19.23°E) の3地点で取得された557.7 nmのオーロラ画像である。時間分解能はそれぞれ2秒である。次に、電子密度の連続の式を用いて、427.8 nmの体積放射率の3次元分布から電離圏電子密度の3次元分布を導出した。この結果と中性大気モデルMSISを組み合わせることでペダーセン電気伝導度とホール電気伝導度の3次元分布の再構成を行った。また、電場の分布を一様と仮定した場合の電気伝導度非一様性による沿磁力線電流量を定量的に評価した。発表では、数例の脈動オーロライベントについての解析結果を示す予定である。