[P-EM15] 太陽地球系結合過程の研究基盤形成

[PEM15-01] 大型研究プロジェクト「太陽地球系結合過程の研究基盤形成」

*山本 衛¹、小川 泰信²、塩川 和夫³、吉川 顕正⁴、岩井 一正³ (1.京都大学生存圏研究所、2.国立極地研究所、3.名古屋大学宇宙地球環境研究所、4.九州大学大学院理学研究院／国際宇宙惑星環境研究センター)

キーワード：赤道MUレーダー、EISCAT_3Dレーダー、次世代太陽風観測装置、国際観測網、IUGONET

地球は太陽からの放射エネルギーと太陽風を受け、逆に赤外放射を行い物質が流入・流出する複合系で構成される。我々は太陽地球系の結合過程を統一し定量的な理解を目指す。宇宙惑星科学と大気水圏科学を結合し、広大な領域を複合システムとして研究し、宇宙利用や大気変動予測に貢献する。稠密で継続的な観測と理論・シミュレーションの協働が必須であり、太陽風、電磁気圏、大気圏の全域を測る地上観測を整備する。より具体的には、以下の5つの研究項目を設定して計画を推進する。

1.赤道ファウンテン：赤道を中心とする地球大気の上下結合
赤道では、積雲対流と呼ばれる大気擾乱が活発である。赤道域の全ての高度層で現れる、エネルギーと物質の流れを「赤道ファウンテン」として捉え、その変動を、観測で明らかにする。そのため赤道域でも大気変動が最も強くなるインドネシアの赤道直下に赤道MUレーダー（EMU: Equatorial MU Radar）を設置する。

2.極域の磁気圏・電離圏・大気圏へのエネルギー流入と応答過程
太陽風に起因するエネルギーによる極域特有の現象を解明する。太陽風のエネルギーは姿を変えて、下層の大気や低緯度方向に輸送される。極域における大気の宇宙空間への流出の解明にも取り組む。スカンジナビア北部にEISCAT_3Dレーダー（European Incoherent SCATter 3 Dimensional Radar）を建設する。

3.太陽風伝搬過程
太陽から放出された太陽風の加速・伝搬過程を明らかにし、地球に対する影響を正確に予測するため、次世代太陽風観測装置を開発し、観測を開始する。太陽風加速機構を明らかにし、太陽面爆発が地球に影響を与える規模と到来時刻の予報精度を飛躍的に向上させる。

4.グローバル結合過程
小型の観測機器を多点に設置して、赤道から極域を南北につなぐ広域地上観測ネットワークを整備し、衛星観測、データベース、数値モデルと複合して、極と赤道を繋ぐ大気圏・電離圏・磁気圏のグローバルなエネルギーの流れを解明する。

5. IUGONETを中心とする観測データ統合解析
上記の観測からのデータをデータ共有システム(IUGONET)に適用し、国内外の衛星観測や数値モデル等と連携した統合データベース・解析システムの構築を通じて太陽地球系の結合過程を総合解析する。

本計画は各研究機関からの概算要求が行われている。また、マスタープラン2014/2017/2020の重点大型研究計画である。現在は、日本学術会議の「未来の学術振興構想」に提案中である。文部科学省によるロードマップ2023にも提案予定である。