[P-EM16] 太陽圏・惑星間空間

[PEM16-02] SUSANOO-CMEにおけるスフェロマクの初期パラメータによるCMEの伝播および地球到達時間の特性評価

*磯貝 拓史^1,2、岩井 一正²、塩田 大幸³、藤木 謙一² (1.名古屋大学大学院理学研究科、2.名古屋大学宇宙地球環境研究所、3.国立開発研究法人 情報通信研究機構)

キーワード：太陽風、CME、宇宙天気、MHDシミュレーション

過渡的な太陽プラズマ放出現象であるコロナ質量放出（CME）が発生し、惑星間空間CME（ICME）となって大きな南向き磁場を伴い地球へ到達すると、磁気圏擾乱を通じて社会インフラに種々の障害をもたらすことが知られている。惑星間空間擾乱の地球到達を前もって予測する宇宙天気予報への関心は、近年さらに高まっており、ICMEの地球への正確な到達時刻 (ToA)の余裕をもった予測を目指し、グローバルな太陽圏磁気流体(MHD)シミュレーションモデルの開発・改良が盛んにおこなわれている。このようなモデルでは、初期条件によりToAが敏感に変化することが知られ、その観測による決定精度によって結果に不定性が生じる。特に、実際のCMEで観測されるフラックスロープを再現したモデルでは、その磁場構造決定パラメータがToAに重要な寄与を持つことが示唆されている。

　本研究では、このような太陽圏MHDモデルの磁気構造決定パラメータに起因するToAの不定性を定量的に評価することを目的とし、スフェロマクによりCMEの磁場構造を再現したモデルであるSUSANOO-CMEについて、スフェロマクの磁束とToAとの関係性を、アンサンブルシミュレーションによって初めて調査した。 本研究では、磁束に加えスフェロマクの初速度、角度幅、動径幅、および背景太陽風速度の組み合わせを変化させた多数のアンサンブルシミュレーションを実施し、それぞれのCMEが地球に到達するまでの所要時間を計算した。その結果、磁束とほかのCMEパラメータの組み合わせによって、CMEの伝播には定性的に異なる系統が確認された。また、ToAの磁束パラメータ特性は、背景太陽風速度により変化することが確認された。

　さらに、本研究では、太陽観測により統計的に得られたフレアの軟X線ピークフラックスとフレアリボンやコロナ減光領域足元の光球磁場との相関から、CMEのフラックスロープに含まれる磁束を間接的に推定する手法に着目した。この手法を適用し、リモートセンシングによる直接決定が困難な磁束パラメータの決定誤差に起因するToAの不定性を、観測に基づいた手法で初めて調査した。その結果、磁束パラメータの決定精度により、ToA には19～48時間の不定性が見込まれた。これは、既存の観測による磁束決定が重大な予報結果のずれを生むことを示唆している。

　本研究の結果から、シミュレーションの初期条件とCMEの到達所要時間の関係を示すパラメータダイアグラムを作成した。このダイアグラムは、初期条件に制限を与える簡便なツールとして利用するための初の試みであり、現実の予報のリードタイムを大幅に短縮することが期待できる。