融合プロジェクト（傘テーマ）融合プロジェクト（傘テーマ）機能と帰納：情報化時代にめざす科学的推論の機能と帰納：情報化時代にめざす科学的推論の

形形

サブテーマ②サブテーマ②統計的モデルに基づく地球科学における逆問題解析手統計的モデルに基づく地球科学における逆問題解析手

法法

代表者：　門倉　昭（極地研）代表者：　門倉　昭（極地研）

研究課題

① 　磁気圏物理学分野のデータ同化の研究② 　オーロラ共役性の定量的評価の研究③ 　極域科学における逆問題

（オーロラトモグラフィー解析）④ 　非干渉散乱レーダーおよび光学観測イン

バージョンによる磁気圏電離圏複合系の研究

⑤ 　統計モデルによる地震活動の研究

メンバー氏名 所属 E-mail 関連課題○門倉昭 極地研 kadokura@nipr.ac.jp ②　 佐藤夏雄 極地研 nsato@nipr.ac.jp ②　 麻生武彦 極地研 t-aso@nipr.ac.jp ③④　 江尻全機 極地研 ejiri@nipr.ac.jp ①　 宮岡宏 極地研 miyaoka@nipr.ac.jp ③④　 田口真 極地研 taguchi@nipr.ac.jp ②　 岡田雅樹 極地研 mokada@nipr.ac.jp ①　 海老原裕輔 極地研 ebihara@nipr.ac.jp ①　 金尾政紀 極地研 kanao@nipr.ac.jp ⑤

　 樋口知之 統数研 higuchi@ism.ac.jp ①②④　 上野玄太 統数研 gen@ism.ac.jp ①　 尾形良彦 統数研 ogata@ism.ac.jp ⑤　 田邉國士 統数研 tanabe@ism.ac.jp ③④

　 北本朝展 情報研 kitamoto@nii.ac.jp ②　 児玉和也 情報研 kazuya@nii.ac.jp ③　 佐藤真一 情報研 satoh@nii.ac.jp　 孟洋 情報研 mo@nii.ac.jp

物理的数値シミュレーションを使って、高エネルギーイオンの空間分布の時間発展を計算する 【数値シミュレーション】

高速中性原子(ENA)の２次元画像をシミュレート

IMAGE衛星による観測結果と比較

境界条件

・プラズマシート密度

・ピッチ角分布

・オーロラ電気伝導度

など

観測を説明できるような境界条件を探す【データ同化】

シミュレーション

シミュレーション

観測（合わない）

研究課題①　磁気圏物理学分野のデータ同化の研究磁気圏高エネルギーイオン３次元分布の研究

研究課題①　磁気圏物理学分野のデータ同化の研究平成 17 年度の成果と現状

模擬観測データを用いた同化アルゴリズムの検証を行い、良好な結果が

得られた。

研究課題②　　オーロラ共役性の定量的評価の研究

昭和基地ーアイスランド地磁気共役点で観測された様々なオーロラ活動の共役性・非共役性を定量的に評価するための解析手法の開発を行う。

磁気座標上での南北極域の位置関係 昭和基地とアイスランドは同じ磁力線で結ばれた関係（地磁気共役点）にある

全天 TV カメラデータ（ 10 秒値、上：アイスランド、下：昭和基地）　　 2003年9 月 26日イベント

研究課題②　　オーロラ共役性の定量的評価の研究平成 17 年度の成果と現状　（過去のイベントの解析）

TJR

TJR

SYW

SYW

共役点観測２１年の歴史の中で最も共役性の良いベストイベント

研究課題②　　オーロラ共役性の定量的評価の研究平成 17 年度の成果と現状　（過去のイベントの解析）

2003年 9月 26日イベント：　昭和基地の共役点が１時間で約 5度経度方向に移動

研究課題②　　オーロラ共役性の定量的評価の研究平成 17 年度の成果と現状　（新しい観測データの取得）

昭和基地と同規格の全天単色CCDイメージャをアイスランドに設置特徴：　オーロラ光絶対強度の導出が可能　　⇒　強度の共役性の定量的な議論が可能　観測シーズン中、完全無人自動運用　　⇒　イベント数の増加　ネットワークを通した運用＆データ取得 Intensity

(R)

アイスランドにおける観測例

研究課題③極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー

解析）ALIS（ Aurora Large Imaging System（オーロラ多点観測ネットワーク））観測データの逆問題解析により、オーロラの３次元立体構造を求める

スウェーデン

オーロラ多点観測ネットワーク

ALIS 多点観測から再構成されたオーロラの３次元構造の例

研究課題③極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー

解析）平成 17 年度の成果と現状　（れいめい衛星との同時観測）

れいめい衛星：打ち上げ日：　 2005年 8月 24日軌道：　高度６１０ｋｍ、傾斜角 98度、太陽同期観測器：　　①　オーロラカメラ（ 427.8, 557.7, 670.5 nm)　　②　粒子観測器（電子、イオン、 10eV-12keV/q）特徴：　　高時間・空間分解能（オーロラ微細構造の観測）２つのオーロラ観測モード：　　①　高度構造観測モード　（図 A）　　②　磁力線方向観測モード　（図B)

ALISの上空を通過する軌道を予測し、 ALIS地上多点観測との同時観測を行った。上空からのデータも用いた、より精確な新しいオーロラトモグラフィー解析を行う。

（A）

（B）

今までのオーロラトモグラフィー

一般化されたオーロラ

トモグラフィー

用いるデータ：地上多点オーロラ画像れいめい衛星オーロラ＆粒子データ地上ＥＩＳＣＡＴレーダー観測　　（電子密度高度分布）地上イメージングリオメータ観測　　（Ｄ層電子密度増加水平分布）

得られる結果：オーロラ３次元発光分布オーロラ降下粒子エネルギー特性の　　２次元分布

用いるデータ：地上多点オーロラ画像のみ

得られる結果：　オーロラ３次元発光分布

研究課題③極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー

解析）将来計画：　一般化オーロラトモグラフィーへの展開

Inversed modesMAW- Searched all 10,000 models: light gray shaded area - The best 1,000 models: yellow to green area-The best model:

blue line-The averaged model:

red line-The averaged Vp/Vs:

light blue line

SYO

DRV VNDA

PMSA

研究課題⑤　統計モデルによる地震活動の研究遠地地震波形データの遺伝統計学的逆問題解析による

極域地球内部速度構造の推定