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[PEM12-P30] 正常波・異常波として扱った場合のHF帯電波の伝搬経路・減衰の推定
キーワード：電離圏、電波伝搬、正常波、異常波、減衰、HFドップラー
HF帯電波が電離圏中を伝搬する際の伝搬モードには，正常波と異常波の2つの伝搬モードが存在する。電離圏中の屈折率はアップルトンハートリー方程式により与えられるが，これらの伝搬モードを別々に扱い際には磁場の影響を考慮する必要がある。しかし，磁場の影響を考慮しない場合は，正常波のみとなり，屈折率も簡便な式で表されるため，レイトレーシングなどでも扱いやすくなるが，異常波を扱うことは出来なくなる。現実には2つのモードが存在し，伝搬の際にはそれぞれのモードが2地点間を伝搬することから，実際の電波伝搬の様子を考慮する場合は，それぞれのモードを個別に扱う必要がある。本研究では，レイトレーシングを用いて、正常波・異常波それぞれの伝搬経路を導出し，それぞれの伝搬経路上における減衰量の推定を行った。また、導出された結果が現実を反映しているかを確認するため、実際に観測された電波の受信強度との比較を行った。比較対象となるデータは，HFドップラー観測により取得された受信強度データである。今回は，送信点を調布、受信点を菅平とした観測データを用いた。減衰の日変化，季節変化については，基本的には電子密度分布に依存し，電子密度がが大きくなる日中に減衰が大きくなり、特に春秋の日中に最大となる傾向が見られた。これらの変化の傾向は正常波と異常波では同様であった。また，正常波と異常波の減衰を比較すると，異常波の方が減衰が大きい。例えば2015年では，それぞれの最大の減衰量は、正常波が約 10dB、異常波が約 30dBとなっており，約20dBの違いが生じた。次に，これらの結果をHFドップラー観測で得られた調布ー菅平間で観測された受信強度データと比較した。実際の受信強度データにおいても，日中に減衰が大きくなり，春から秋にかけての季節で減衰が大きくなるという，モデルと同様の変動傾向がみられた。さらにこれらの傾向の太陽活動との関係を見てみると，太陽活動が高い時期は比較的正常波と似た変動傾向が現れた。ただし、春の昼に計算した正常波の受信強度と観測結果には約 2~8 dB の差が見られた。しかし、太陽活動度の低い 2009 年では、受信強度の日変化は，異常波 により推定された受信強度変化に似た傾向を示した。この原因として，太陽活動度が低くなると、電離圏の電子密度が低くなり、正常波ではなく、異常波による伝搬が主になることが考えられる。