[P-EM27] 大気圏・電離圏

[PEM27-P11] HFドップラスペクトル詳細解析による波面状スポラディックEの断面構造の導出

*大田 裕揮¹、冨澤 一郎¹ (1.電気通信大学宇宙・電磁環境センター)

キーワード：電離圏, HFドップラ, スポラディックE

波面状スポラディックE(Es)は、過去の研究で細長い円筒状の形をしていることは分かってきた[1]。しかし、波面に沿った断面構造が一様なのか、それとも変化しているのかという問題について、まだ観測データがない。本論文では、関東HFD観測網の多数の観測点によるHFドップラスペクトルを詳細に解析することにより波面状Esの断面構造を調べた結果を述べる。
　まず、関東のHFD中間反射点を通過する波面状Esを観測し、中間点通過時刻付近のドップラシフト周波数毎の電界強度の三次元詳細データを求める。このデータを一定の周波数間隔に切り出した電界強度の時間変動は下部から細長いEs波面に電波が入射した場合の等価散乱断面積の入射角依存性と見なすことができる。各送受信点間の基線中間点が異なることから、波面状Es反射波面の断面を細かく推定することができる。この解析を複数の観測点で行うことにより波面の移動方向と速度を求め、波面状Es全体の反射波面の断面構造を詳細に導出する。
　実際に観測データを周波数方向に切り出した電界強度グラフは変動が大きく、直接解析することが困難であるので、最小二乗法による二次式フィッティングにより平均的変化を求める。この平均的変化を基にドップラシフト周波数毎の最大強度およびその時刻、3 dB時間幅を求める。最大強度とその時刻から波面の凹凸を、3 dB時間幅と水平移動速度の積から波面の幅を求める。
　以上の解析方法を適用し、2009年7月23日23時JST頃に発生した波面状Esを詳しく調べた。波面の移動速度は102 m/s、南西方向に進む波面状Esであり、波面幅は約12 kmと求まった。フレネルゾーン約4 kmの分解能で波面構造を見ると、この波面状Esは単純な一つの山状の断面構造だけでなく、山が二つある構造や非対称構造も存在することが分かった。
　以上より、HFドップラスペクトルを各観測点で詳細に調べることによってフレネルゾーンのスケールで波面状Esの波面構造を導出できることが分かった。この解析をより多くの波面状Esに対して行うことによって、波面状Esの波面断面構造の構造の規則性を詳しく調べることができる。


[1] 冨澤一郎・藤井厚太朗: 波面状EsによるHF波伝搬モデル, JPGU 2013, PEM29-01, 2013.5.