太陽風密度インパルスに対する磁気圏の変化(作成中)

 

地上の磁場変化を観測していると,しばしば水平成分に数分の継続時間を持つステップ上の変化が現れる。この現象はSC(Sudden Commencement)と呼ばれている。この現象は太陽風のショックやステップ状圧力パルスが磁気圏を急激に押したときに発生するのであるが,このことは1960年代から観測により明らかになっている。したがって,なぜSCの発生原因そのものはすでに理解されている。しかし,SC時の地上磁場変化や磁気圏のプラズマ変動をインパルスに対する磁気圏応答と見て研究することは,磁気圏電離圏結合系の本質的な理解につながる。

太陽風−磁気圏−電離圏結合モデルを用い,太陽風中に密度インパルスを与え磁気圏に衝突させSCを起こした時の磁気圏−電離圏の応答を数値的に再現した。シミュレーションで得られた結果のうち代表的なものを公開する。(図を見るときは拡大すると詳細がよく分かる。)

太陽風速度

350km/sec

太陽風磁場

(0.0, +2.50nT, +4.33nT)

太陽風密度

10cc (インパルス前)→25cc(インパルス後)

 

シミュレーションで得られた地上磁場変動

12時,15時,18時における地上磁場変動の時間変化を60度から約1度ごとに85度まで示した。上はD成分,下はH成分である。この結果は観測された高緯度SC磁場変化とよく一致する。

 

太陽風圧力インパルスが磁気圏に衝突した後での磁気圏圧力分布の変化(動画)

圧力分布を色とコンターで示している。左方向が太陽方向。下面は赤道面(12時〜24時),上面は子午面(北半球)。

 

太陽風圧力インパルスが磁気圏に衝突した後での磁気圏から電離圏への電流分布変化(動画)

北半球60度以北の電流分布を色とコンターで示している。暖系色は磁気圏から電離圏に向う電流,寒系色は反対の電流を示す。上が12時,下が24時。

 

太陽風圧力インパルスが磁気圏に衝突した後での電離圏電場ポテンシャルの変化(動画)

北半球60度以北のポテンシャル分布を色とコンターで示している。暖系色は+,寒系色は−の電場ポテンシャルを示す。上が12時,下が24時。