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モデリングチーム報告 グローバル MHD シミュレーションによる共役点変動の研究

情報・システム研究機構　新領域融合プロジェクト 　「 データ同化による複雑システムの定量的理解と計測デザイン 」　 2011 年度末研究集会 2012 年 2 月 13 日（月） 統計数理研究所セミナー室１. モデリングチーム報告 グローバル MHD シミュレーションによる共役点変動の研究. 才田聡子（統計数理研究所） 門倉昭（国立極地研究所） 藤田茂（気象大学校） 田中高史（九州大学）. グローバル MHD シミュレーション MHD (MagnetoHydroDynamics) 電磁流体力学. Auroral particle. solar wind.

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モデリングチーム報告 グローバル MHD シミュレーションによる共役点変動の研究

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Presentation Transcript

  1. 情報・システム研究機構　新領域融合プロジェクト　「データ同化による複雑システムの定量的理解と計測デザイン」　2011年度末研究集会情報・システム研究機構　新領域融合プロジェクト　「データ同化による複雑システムの定量的理解と計測デザイン」　2011年度末研究集会 2012年2月13日（月）統計数理研究所セミナー室１ モデリングチーム報告グローバルMHDシミュレーションによる共役点変動の研究 才田聡子（統計数理研究所） 門倉昭（国立極地研究所） 藤田茂（気象大学校） 田中高史（九州大学）

  2. グローバルMHDシミュレーションMHD (MagnetoHydroDynamics)電磁流体力学

  3. Auroral particle solar wind Magnetosphere 太陽風と地球磁気圏 plasma sheet Sun

  4. オーロラ現象の共役性

  5. オーロラ現象の共役性

  6. 太陽風磁場と地球磁気圏 z x y

  7. 共役点

  8. アイスランド－昭和基地共役点観測例

  9. 太陽風磁場方向による共役点のずれ

  10. 太陽風磁場方向による共役点のずれ Clock Angle Ostgaard, et al. (JGR, 2004)

  11. 太陽風磁場方向による共役点のずれ Ostgaard, et al. (JGR, 2004) Cowley (1981)

  12. オーロラ嵐（サブストーム）

  13. 磁気圏サブストーム大規模な磁気圏構造変化

  14. 地球磁気圏グローバルMHDシミュレーション X-Z面 子午面 Ｘ：+40 ～ -200 Re, inner boundary: r = 3 Re

  15. 地球磁気圏グローバルMHDシミュレーション X-Y面 赤道面

  16. Saita, et al. (2011, JGR) By >0 By <0

  17. Saita, et al. (2011, JGR) By >0 By <0

  18. Saita, et al. (2011, JGR) By >0

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  20. Saita, et al. (2011, JGR) By >0

  21. Saita, et al. (2011, JGR) By <0

  22. 今年度（Ｈ２３年度）の関連研究 Local Timeによる共役点変動の違い By >0

  23. 今年度（Ｈ２３年度）の関連研究 Local Timeによる共役点変動の違い By < 0

  24. 今年度（Ｈ２３年度）の関連研究 Local Timeによる共役点変動の違い By >0

  25. 今年度（Ｈ２３年度）の関連研究 Local Timeによる共役点変動の違い By < 0

  26. 今年度（Ｈ２３年度）の活動報告 グローバルMHDシミュレーションモデルのデータ同化を目指し、コードの改良と同化に用いるオーロライベントのデータ収集を行った。 また、データ同化のためのグローバルMHDシミュレーションモデルの構築に着手し、コードの改良を進めた。

  27. 今年度（Ｈ２３年度）の活動報告 研究集会・打合せ等の実施状況 ①　「3D電離層電気伝導度モデルへのデータ同化について」 日時：3/18（木）11:00〜場所：情報通信研究機構 参加者：才田聡子（統数研）、村田健史、品川裕之、陣英克（NiCT） ②　「MHDシミュレーションモデル計算アルゴリズム」 日時：6/8（月）15:00〜場所：国立極地研究所 参加者：藤田茂（気象大）、才田聡子（統数研）、元場哲郎他（極地研） ③　「現行シミュレーションモデルへの電離層電気伝導度データ同化について」 日時：7/27（金）14:30〜場所：統計数理研究所 参加者：才田聡子（統数研）、中溝葵（名古屋大学） ④　極地研シンポジウム「極域観測研究の過去・現在・未来～共役点観測とSuperDARNネットワーク観測を中心に」 日時：2012年2月16日（木）～17日（金）　　場所：国立極地研究所 参加者：海外研究者15名、国内研究者約60名

  28. 来年度（Ｈ２4年度）の研究内容 グローバルMHDシミュレーションモデルの境界パラメータとして使うため、電離層電気伝導度の観測データを収集する。 また、システムモデル・状態空間モデルの構築を完了し次第、データ同化のための初期実験を行う。 研究推進の考え方 非同化モデル結果の解析結果から、上向き沿磁力線電流による電離層電気伝導度への寄与を大きく・小さく見積もることによって、電離圏ポテンシャル分布・磁気圏対流などが変化することが分かった。 本研究では実際に観測された電離層電気伝導度をデータ同化に用いる。データ同化の実験を通してシミュレーションの内部境界（磁気圏ー電離圏境界）を支配する力学モデルについて新たな知見を得る。 期待される研究成果 オーロラ発生時の磁気圏・電離層構造変化をより正確にモデリングし、磁気圏・電離層境界の力学モデルについて新たな知見を得て宇宙天気予報の開発に貢献する。

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