オーロラは、極域で見られる最も壮大で美しい自然現象の一つであるとともに、いまだに多くの謎を秘めた魅力ある研究対象です。オーロラは、地球を取り巻く宇宙空間（ジオスペース）から地球の磁力線に沿って極域大気に降り込む電子や陽子を源としており、ジオスペースの環境変動を知る手掛かりとなります。太陽から吹くプラズマの風"太陽風"と地球の磁場の勢力圏"磁気圏"や電離圏との相互作用によって、その環境はダイナミックに変動しています。

私たちのグループでは、南極域や北極域に、大型のレーダーや磁力計、全天イメージャなどを用いた広域多点観測ネットワークを展開し、こうした両極域からのデータを解析することにより、オーロラ現象やその生成に関係する太陽風・磁気圏・電離圏相互作用メカニズムの解明を目指した研究を行っています。

南極の共役点、アイスランド上空で観測されたオーロラ

中層大気（10-100km）と超高層大気（100km以上）の境界は、宇宙と地球の境目とも言えます。超高層大気では大気が電離してプラズマとなり、大気は粒子的な振る舞いをしますが、中層大気は基本的には電気的に中性で、乱流（渦）による拡散が支配的であるなど大気は流体となっています。極域超高層大気はオーロラなどの派手やかな現象が見られますが、極域中層大気にもオゾンホール、極成層圏雲（PSC）、極中間圏雲（PMC）といった高高度の雲などの特異な現象が見られます。下からの気象擾乱の影響や上からの太陽活動の影響、さらに、南北半球間の大気大循環の影響を受けて激しく変動する極域の中層・超高層大気を精密に計測し、全地球の大気の変動を理解するために、さまざまな観測を南極や北極で展開しています。

南極昭和基地で初めて撮影された極中間圏雲（第50次観測隊・武田康男氏撮影）