学際連携： SGEPSS の視点から

1. 学際連携：SGEPSSの視点から 羽田　亨（九大総理工） 2009.03.29 日本物理学会領域２シンポジウム／立教大学 現代プラズマ科学の最前線〜学際連携によるプラズマ理工学のさらなる発展

2. 地球電磁気・地球惑星圏学会の沿革 1947年設立（当時の名称は「日本地球電磁気学会」 1987 からsgepss） 岩石磁気、空中電気、電離層、地磁気変化、宇宙線、夜光 • 宇宙観測衛星技術とデータ解析法の発展 • 計算機資源と数値計算技術の進展 • 他分野（プラズマ物理、惑星、物理、工学など） との連携 ２つの大きな流れに発展 • 宇宙プラズマ科学・宇宙環境の根源的理解 知的創造への貢献と関連分野への波及 • 宇宙利用の拡大、安全確保・地球環境モニタリング 宇宙の中の地球環境

3. 現在の研究分野 • 太陽圏：太陽から放出される太陽風プラズマ、太陽風 中の波動・粒子現象、太陽風と星間ガスとの相互作用 • 磁気圏：太陽風によって閉じ込められた地球・惑星磁場 領域、太陽風との相互作用、電離圏との相互作用 • 電離圏：高度数１０km以上の弱電離・強電離プラズマに まつわる諸現象 • 大気圏：成層圏、大気光、雷などの発光現象、大気波動 などに関わる現象の研究 • 宇宙プラズマ：非線形、非平衡、非定常なプラズマ媒質 中に起こる様々な現象を物理的に理解する • 地球・惑星内部電磁気：地表・海底での電磁場観測により 地球内部活動について研究する • 惑星圏：惑星探査機、電波観測等による惑星磁気圏・電 離圏環境の研究 • 宇宙天気：太陽から地球までの連結

4. 沿革（続き） • 会員数（H18.11） 一般６２６、学生４３、海外４０　など • 総会・講演会：年２回　春・秋 （春は日本地球惑星科学連合大会） • 学術誌Earth, Planets and Space (EPS)の刊行(*) (*) SGEPSS,日本火山学会、日本地震学会、日本測地学会、日本惑星科学会の合同 • 分科会活動、各種研究会のサポート、研究者交流のサポート • 教育・啓蒙・アウトリーチ活動、など • 分科会活動： 　宇宙天気研究会／波動研究会／グローバル地磁気観測分科会 Conductivity Anomaly 研究会／金星の科学分科会／内部磁気圏分科会 　太陽地球惑星系科学シミュレーション分科会／データ問題検討分科会 　古地磁気・岩石磁気研究会／中間圏・熱圏・電離圏研究会

5. 宇宙プラズマ＝自然の実験室 　　非常に低密度（無衝突プラズマ）ー非平衡系 広いパラメータ領域（β値など） 広大な宇宙空間中で多岐にわたる現象が実現 　　衛星による電磁場とプラズマの現地観測 発展を象徴するキーワード： 線形現象　　　ー　非線形現象 線形解析　　　ー　非線形解析 定常　　　　　ー　非定常 平衡　　　　　ー　非平衡 単点観測　　　ー　多点観測 単一スケール　ー　多スケール 無衝突　　　　ー　有衝突

6. プラズマ波動の「動物園」 sketch by Shawhan

7. 非線形現象 非平衡 非線形解析 多点観測 Joy et al., 2006 Genot et al., 2006 高ベータにおけるミラー波

8. 非線形現象 非平衡 非線形解析 多点観測 多スケール 非定常 Cluster （４機） 観測によるフォア ショック波動の分散 関係とスペクトル 波動間相互作用の 解析に拡張可 Alfven beam mode Narita et al., 2005

9. 非線形現象 非平衡 非線形解析 多点観測 非定常 多スケール Taylor scale: Correlative scale Weygand et al., 2007

10. 非線形現象 非線形解析 非定常 多点観測 4.8 多スケール 非平衡 Phasemixing – Ion Thermalization 非定常衝撃波（シミュレーション） サイクリックな衝撃波面形成 と粒子加速 Matsukiyo et al

11. 非定常 非線形 多スケール 非平衡 非平衡 多スケール 非線形 非定常 非定常 非線形 非平衡 非定常 非線形解析 非線形解析 非線形 非平衡 非定常 多スケール 非平衡 非線形 その他、たとえば磁気リコネクション サブストーム（フレア）オンセット 放射線帯粒子加速 衝撃波粒子加速 波動粒子相互作用 宇宙天気 などなど

12. 数値シミュレーション技術の発展と連携 • これまで主に用いられてきたのは 流体（MHD、Hall-MHD、電子MHDなど） ハイブリッド（超粒子イオン＋電子流体） PIC（超粒子） • 近年発展中 ヴラソフ（分布関数流体） ハイブリッドヴラソフ（ヴラソフ＋流体など） • 検討したい ジャイロ運動論的 Water-bag model Collisional (weakly collisional) モデル、、など ＋個々の現象に適応したモデル

13. 連携の実績（１) JGL 日本地球惑星科学連合（2005）　（法人化2008） 日本応用地質学会、日本海洋学会、日本火山学会、日本岩石鉱物鉱床学会、日本気象学会、日本鉱物学会、日本古生物学会、資源地質学会、日本地震学会、日本情報地震学会、日本水文科学会、水文・水資源学会、日本雪氷学会、日本測地学会、日本堆積学会、日本第四紀学会、日本地質教育学会、日本地下水学会、日本地球化学会、地球電磁気・地球惑星圏学会、日本地質学会、日本地理学会、日本粘土学会、日本陸水学会、日本惑星科学会 宇宙惑星科学／大気海洋・環境科学／地球人間圏科学／ 固体地球科学／地球生命科学 目的： • 地球惑星科学コミュニティーの相互理解、意見集約、合意形成をはかる • 対外的な窓口組織として、国や一般社会に対する提言・情報発信を行う

14. 連携に至る経緯： 1990 地球惑星科学関連合同大会開催（大学LOCによる） 1997 SGEPSS「学会連合」の提案 1998 JGGを改刊し、EPS誌を創刊 2001 地球惑星科学関連合同大会開催（運営機構による） 2005 日本地球惑星科学連合 2008 法人化（社団法人日本地球惑星科学連合）

15. プラズマ関連の横断的セッションの例： • 地球惑星科学の新しい概念と方法 　　ウェーブレット解析／時系列モデル／間欠性／ツアリス統計／ 　　プラズマにおけるトポロジー／水面波の非線形現象／自己組織化臨界現象／ 　　粉体物理と応用／クーロン強結合／ソフトマター／重力多体系 • 計算が開く地球科学の明日 • 21世紀の宇宙利用と新しい科学への発展ー生存圏科学の創世 • 地球惑星科学における男女共同参画 • プラズマ科学シンポジウム • ２１世紀のフロンティア • 高校生によるポスター発表 • 地球惑星科学の教育とアウトリーチ • 地球惑星科学が進むべき道 • キッチン地球科学 などなど

16. 連携の実績（２） 物理学会、天文学会との３学会合同プラズマセッション （今回が４回目） 連携の実績（３） 2001より、若手夏の学校を日本惑星科学会と合同で開催 他学会との合同開催は？

17. 道案内ページ 基礎的な知識・概念についての記述の「ごった煮」 通読可能な「読みもの」：内容、データ（図）ともに、常時アプデート可能 掲示板（議論、質問）／wishlist／blog 学際プラズマHP？

18. 今後の連携への提案 • 共通セッションの開催（開催方法、時期の問題） • 分科会レベルでの緊密な交流（勉強会、若手夏の学校） 数値計算法、データ処理、非線形科学など • 共通ＨＰ（キーワード統一、啓蒙、、）