[P-EM14] 太陽地球系結合過程の研究基盤形成

[PEM14-P03] 超高層大気を高精度に観測する共鳴散乱Ca/Ca⁺ライダー: CaおよびCa⁺層の同時観測とCa⁺の温度計測

*桂川 眞幸^1,2、江尻 省^2,3、橋本 彩香¹、小林 蒼汰¹、三好 咲也子¹、宮城 晃¹、中川 賢一¹、津田 卓雄¹、大饗 千彰¹、中村 卓司^2,3 (1.電気通信大学、2.国立極地研究所、3.総合研究大学院大学)

キーワード：共鳴散乱ライダー、Ca、Caイオン、Ti:sapphire laser

地球大気の大気圏・電離圏の遷移領域を地上から高精度に観測する計測手法として、CaとCa⁺の双方を同時に観測することができる共鳴散乱Ca/Ca⁺ライダーを開発してきた。システムは固体レーザー（二波長注入同期ナノ秒パルスTi:sapphireレーザー）をベースとし、長時間安定に動作させることができることに特長をもつ。ライダーシステムとしての開発が一定の段階に達し、予備動作テストもおこなえたので、今回、初めて長時間にわたる同時観測を試みた。一晩に渡るCaおよびCa⁺の同時観測をおこなうことができた（24, Dec., 2024）。CaとCa⁺の複雑な時空構造の振舞いが両者の間でとても類似していることが分かった。また、観測された高度域（80 ~ 105 km）の最上層部数kmの領域に、スポラディックE層の形成と考えられる相対的に高密度のCa⁺の層が観測された。

このライダーシステムは高い周波数純度と周波数精度をもつ。周波数掃引をおこなうことで計測されるドップラープロファイルから観測高度域の温度と風速を計測する能力も有している。実際に、Ca⁺を対象に1時間に渡る温度のテスト観測を試みた。当日は、それらの結果の詳細に加えて、イオノゾンデ等の電波観測データとの比較も含めて、今後、どのような知見が得られると期待されるかも議論したい。