電　波　部

図１　オーロラレーダの映像

　1978年には，4周波レーダにドップラー装置を付け， 散乱エコーのスペクトルを調べる基礎実験を行った。そ の結果，レーダエコーのスペクトルから求めた散乱体の ドリフト速度とロケットによる直接測定結果を比較した ところ良い対応が得られた。これらの基礎実験の成果を もとにして，1981年には，ミニコンによるレーダ制御と 散乱エコーのドップラー解析をリアルタイムで実行する VHFオーロラレーダを開発した。このレーダは，23次 越冬隊により1982年2月に昭和基地に設置され，現在も 順調にデータを取得中である。今年の4月に，この方法 による最初のデータを観測船ふじて持ち帰り，当所の 大型計算機を用いて2次処理を行っており，新しい成果 が得られつつある。
　　オーロラを探る
　昭和基地は，オーロラ活動の最も活発な所にあるが， そのオーロラの観測手段も多岐にわたり，光や電波を利 用したもののほか，衛星テレメトリーやロケットによる 直接測定も行われており，世界有数のオーロラ観測所と いえる。
　オーロラ現象は，発生する場所が南極や北極地域に限 られているため，わざわざ前人未踏の極寒の地まで出か けていくわけである。
　オーロラは，地球周辺の磁気圏や惑星間空間で起きて いる太陽に起因する乱れ現象の1つの現われであること が知られている。しかし，その全過程が解明されてはお らず，今後衛星による観測と地上観測を総合的に組み合 わせて研究をすすめることが必要と思われる。
　オーロラが爆発的に光る時は，非常に激しい動きを示 し，このような複雑な現象を簡単に説明することはとて もできないだろうという心境になる程である。そこで， オーロラを一度見てしまうと研究ができなくなるという 短絡した冗談が語られることもある。
　オーロラの構造は，荷電粒子が磁力線にからまって動 く性質があるため磁力線に沿ってきれいな面ができる。 これが見る場所と角度により千変万化に見えることにな る。
　筆者が，1978年に昭和基地で越冬観測をした時に，初 めて見たオーロラは白い静かなオーロラだったが，地上 100�q以上の高度で光っているものとは信じがたい程近 くに見え，音もなく動いて形を変えていく姿に深い感動 をおぼえた。オーロラは，地球上で私達が見ることので きる自然現象の中で，恐らく最も美しくかつダイナミッ クな魅力をそなえた現象ではないかと思う。
　　オーロラレーダの原理
　オーロラレーダは，オーロラ現象を調べるためのリモ ートセンシング技術の一種である。このレーダは， VHFからUHF帯の電波を用い，電離層にパルス状の電波 を発射すると，オーロラ現象が激しく地磁気活動が活発 な時には散乱エコーが得られる。
　電離層は，通常は短波帯の波を反射し通信等に利用さ れているが，それ以上の周波数の電波は通過してしまう。 ところが，極域の高度約100�qのE層領域には，オーロ ラ現象が活発になると，大規模な電子密度の粗密ができ， この粗密の空間的な波長の2倍の波長を持った電波をぶ つけると効率良く電波が散乱される。この現象は，目で 見える光るオーロラとは区別され，電波オーロラ （Radio Aurora）と呼ばれ，その観測機は，オーロラレーダと一 般に言われている。
　オーロラレーダの受信エコーは，VHF帯の電波を用 いると送信時の周波数から最大数百Hz程度のずれを起 こす。このため，野球で投手の投げるボールのスピード を測る方法と同じ原理で，散乱体のドリフト速度を求め ることができる。この散乱体は電子の集まりであるため 流れると電流となり地球周辺の磁場を乱す。この電流は オーロラジェット電流とよばれている。オーロラジェッ ト電流を流す力は，電場により与えられるので，レーダ で求めたジェット電流の速度から逆に物理量である電場 を知ることができる。
　　VHFオーロラドップラーレーダ
　国際協同観測として実施されているMAP（中層大気 総合観測）計画に参加するため，新しく開発した50MHz のVHFオーロラドップラーレーダが1982年に昭和基地 に設置された。1983年には，112MHzの送信機も設置さ れ2周波オーロラレーダとして連続観測を行っている。
　このオーロラレーダは，2つのアンテナを 交互に切換えて観測する2ビーム方式のレー ダである。図2に観測可能範囲，磁南方向を 観測するGMSビームと南極点の方向を観測 するGGSビームの指向性を示す。アンテナ は，全長約90mのコリニアアンテナを用い， ビーム幅約4度の水平面内指向性を実現した。 レーダは，ミニコン（MELCOM70／25） により制御され，独立した3つの運用モード （スペクトルモード，ダブルパルスモード， 流星モード）を持ち，フロッピィディスクを さしかえることによりオペレータは任意のモ ードを選択し，任意の期間観測を続けること ができる。

図２　昭和基地オーロラレーダの観測可能範囲

　スペクトルモードにより，散乱エコーのド ップラー速度スペクトルとエコー強度を求め ることができる。このスペクトル構造から， レーダ散乱体の生成機構や運動を研究する。スペクトル をリアルタイムで求めるため，処理装置（アレイプロヤ ッサ）にミニコンを接続した。その解析結果の1例を図 3に示す。これは，磁南方向のアンテナを用いた結果で ある。図3の左側に示すのは散乱エコー強度で，各距離 における散乱波のスペクトルを右側に示す。スペクトル のピークが散乱体のドップラー速度に対応しており，遠 方に行くにつれてドップラー速度が速くなっていく様子 がわかる。

図3　散乱エコーのスペクトルとエコー強度

　新しく開発したレーダは，オーロラレーダの機能の他 に流星レーダの機能も持っている。流星モードを用いる と，流星飛跡からの散乱波のドップラー速度を求めるこ とができる。このドップラー速度から高度80から110�q の大気の風速を推定することが可能である。過去におい て，南極圏での流星レーダによる観測例は少なく，その 結果は興味深い。
　南極や北極の中層大気の上部（90〜120�q）へのエネル ギー流入として，太陽からの輻射エネルギーのほかに， 極域特有のオーロラ現象に伴うオーロラジェット電流に よる電離層加熱がある。その大きさは決して小さくなく， 中層大気の上部では太陽の紫外線放射エネルギーとほぼ 同程度のものと考えられている。そこで，これらのエネ ルギー流入により中層大気の運動が乱される可能性があ る。VHFオーロラドップラーレーダは，オーロラジェ ット電流の速度や中層大気上部の風速を測定できるため， 極域の超高層擾乱に伴って中層大気にどのような影響を 与えるか研究するための有力な観測手段になるものと思 われる。
　　各国のオーロラレーダ
　南半球では，ニュージーランドの50MHz帯のオーロラ レーダと昭和基地のレーダが連続観測を行っている。ま た，南極のサイプル基地（アメリカ）にも50MHz帯の2 ビーム方式のレーダがあったが，現在は運用を停止して いる。
　北半球では，NOAAがアラスカでオーロラレーダを 用いた実験を精力的に続けている。最近は，西ドイツ， フィンランド，ノルウェーの共同研究として，スカンジ ナビア半島でSTARE（Scandinavian Twin Aurora Radar Experiment） システムという離れた2地点に2 台のレーダを設置し，マルチビームアンテナを用いてビ ームをクロスさせ，水平面内の2次元ドップラー速度を 一度に求める150MHz帯のツインレーダが目ざましい成果 をあげている。
　　おわりに
　ドップラー機能を持ったオーロラレーダは，極域の超 高層物理研究に有力な観測手段となることを示した。昭 和基地のオーロラレーダは2ビーム方式であるため，2 次元ドップラー速度を直接求められない欠点はあるが， さらに距離分解能を上げ，アンテナビームを方位角方向 に可変とすることは可能である。
　来年度には，みずほ基地につぐ日本の第3の基地が， 昭和基地の西約600�qのセルロンダーネ地域に建設され ようとしている。ここに，オーロラレーダを設置し，昭 和基地レーダーと組み合わせれば，ツインレーダが構成 でき，2次元ドップラー速度を求めることが可能となる。
　昭和基地の地磁気共役点は，アイスランド付近にある ので，北欧との共同研究として共役点ツインレーダを作 ることにより，オーロラ粒子の降下に伴う超高層物理現 象の南北共役性の研究に寄与することができる。
　以上のような将来計画も考えられ，オーロラレー ダは長時間連続して地磁気擾乱時の超高層プラズマ運動 をモニターできるという重要な特徴があるため，今後と もレーダの最新技術をとりいれながら発展していく分野 であると期待される。

（電波部　主任研究官　五十嵐喜良）

情報処理部

（計算機研究室長　入間田　惇）

猪木　誠二

CRPEの組織

　　研究の周辺
　研究所は8時半より始まり5時に終る。しかし大部分 の人は9時過ぎから10時頃までに出勤する。ひと仕事済 ませ12時半頃になると所内の食堂に出かける。食事はボ リュームがあっておいしい。ワインを飲む事もできるが， 研究者はあまり飲んでいないようだ。おしゃべりをしな がらの長い食事が終ると，所内のカフェで一杯の濃いコ ーヒー。2時である。また居室に戻って再び仕事を始め る。つまり彼らにとっての昼休みとは，食事とおしゃベ りなのである。帰る時間は6時過ぎであるが，一般のフ ランス人と違って研究者達は実によく働く。
　所内にはやたらと女性が多い。私の属したグループの 3分の1は女性であった。論文でのみ名前を知っていた 有名な人が紹介されてみると女性であったので驚いたこ ともある。与えられた居室は3人部屋で他の2人はマダ ムであった。女性がおしゃべりなのは全世界共通のよう である。彼女達の長電話など，最初は全然聞取れないの で私にとっては単なる雑音であり気にならなかったが， 耳が慣れて意味がわかるようになると閉口した。しかし， 所内の女性達は，それぞれが責任ある仕事を持ち，有能 にそれをこなしているように思えた。
　内外の研究者の交流が研究所の力量をさらに高めているよ うに思えた。いろいろな機関の人が訪れセミナーを開き， お互いに議論をする。大学との交流も多く，アカデミッ クな雰囲気も持込まれる。ひとつは，大学の教授，助手 等で研究所の職員を兼任している人達がおり，講義の時 だけ大学へ出かけ，研究は所内でやるというシステムに ある。他方では，フランスの学位システムにもあるよう だ。フランスの学位は，コースで取る「第3群博士」と， その取得後4年以上たって論文を出す「国家博士」があ るが，研究所は前者の学生を受入れ指導し，後者の取得 を目ざす職員はちょうど働き盛りの30代で猛烈に仕事を し，30代後半で学位論文を提出するようだった。
　　生活雑音
　ビシーでの語学研修が終り，パリでの生活が始ったの は10月半ばであった。寒く，日は短く，空はどんよりく もり，うっとうしい気分である。彼らが，なぜ夏の間あ れほど太陽にあこがれ，日光浴をむさぼるのか，冬を迎 えて初めて理解できた。しかし，冬でも花の都パリであ る。休みになると，ルーブル美術館，ロダン美術館…… とかけまわったが，見るものに尽きることがない。教科 書でのみ知っている美術品を目の前で見ることができる し，美しいゴシックの教会にも目を輝かせた。冬は演劇， コンサートの季節でもある。留学生受入機関が安く券を 斡旋してくれるのでできるだけ出かけた。昼の仕事に加 え，昔は特権階級だけのものだった夜の生活が加わるの だから，フランス人はかなりタフである。しかし、彼ら の食事のボリュームを見るとその活力源が納得できた。
　半年に及ぶ長い冬から解放されると，草木がいっせい に芽をふきだし，その喜びはまたひとしおである。この ころ見た，イル・ド・フランスと呼ばれるパリ周辺に散 在するルイ王朝，ナポレオン時代のお城も忘れることは できない。6月に入ると急に暑くなった。同時に，フラ ンス人達は急にそわそわし始めた。既に彼らはバカンス 気分である。そろそろ私の帰国も近づいてきたようだ。
　最後に日本とフランスの関係について述べよう。「フ ランス病」がいわれて久しいが，彼らの豊かな生活，そ の受継がれてきた文化的遺産には改めて驚嘆の思いであ った。しかし，フラン価値の下落，物価の値上りは激し く，日本製品のはんらんには驚かされた。職場では日本 製VTR，車等のこともよく話題になった。10月末にフ ランス政府はVTRの輸入業務を港から内陸部にあるポ ワチエへ移すことを決定した。ある日本企業はこれに対 して「我々はサラセン人ではない……。」という広告を出 した。732年トゥール・ポワティエの戦いで，フランス 人がサラセン人を撃退した故事にならって皮肉ったもの である。「なぜ，日本人はそんなに働くのか，共におい しいものを食べ，バカンスを取り，人生を楽しめばよい ではないか。」とよく言われた。我々も彼等の言葉に耳を 傾けなければならないが，彼らの頭の中にある日本像も かなりゆがんでいるように思える。理解し合うには長い 時間が必要なようだ。
　　おわりに
　渡仏以前の延長線上にある仕事に戻ってみれば，途中 ぽっかりと一年間の夢を見ていたようである。しかし， 毎日が驚きの連続であり，日本での3年分ぐらいの経験 をしてきた感じである。もちろん，ワインの量も含めて。
　最後に，このような機会を与えて頂いた，フランス政 府，科学技術庁，郵政本省，電波研究所の関係各位に深 く感謝致します。

（電波部　衛星データ解析研究室　研究官）

CNET正門

通信機器部　物性応用研究室

（林　理三雄）

研究室メンバー（前列左から有賀，荒木，藤間，
松井，後列左から浅井，板部，石津，林）

▲相関パターン(3C273B、Xバンド1ch)

▲”しらせ”で出発する第25次隊薮馬・山本両隊員

▲V2達成の庶務謀チ-ム