短波通信が途絶する「ブラックアウト」の発生しやすさを表す新指標を定義

電離圏の反射を利用している短波通信は、航空機無線や災害時の長距離通信に使用されています。しかし、太陽フレアによって短波通信が使用困難となるデリンジャー現象（SWF）が発生することがあります。最悪の場合、全ての短波通信が途絶するブラックアウト（図1）に至ります。従来のSWF予測は、主に太陽フレアの規模（フレアクラス）に基づいて行われてきました。しかし、同規模のフレアでもブラックアウトの発生有無や継続時間にばらつきがあり、フレアクラスのみでは十分な予測ができないことが課題となっていました。

本研究では1981年から2024年にかけて日本国内のイオノゾンデ観測でとらえられた多数のSWF事例を統計的に解析しました。その結果、SWF事例とブラックアウトには季節依存性があることがわかりました。また、世界中でオーロラが見られた2024年5月のSWF事例を詳細に分析したところ、5月11日には「負相嵐」が発生しており、この時のブラックアウトの継続時間は沖縄（図1右上）で35分間、負相嵐の影響が顕著であった稚内（図1左上）で約105分間であったことがわかりました。これにより、電離圏の状態がブラックアウトの発生しやすさや継続時間に大きく影響していることが判明しました。そこで、フレア発生直前のイオノグラム（F2層臨界周波数　𝑓_𝑜 𝐹2と最小反射周波数𝑓_𝘮𝘪𝘯）から、「ブラックアウトになりやすい電離圏の状態」を表す新指標𝑓_𝐵を定義しました。この𝑓_𝐵をSWF予測に組み込むことで、SWFの規模を再現できるだけでなく、ブラックアウト発生の予測精度が劇的に向上することを実証しました。

新指標𝑓_𝐵は、既存のイオノゾンデ観測網からリアルタイムで取得できる情報に基づいています。将来的に、この指標を宇宙天気予報システムに組み込むことで、ブラックアウト発生のナウキャスト予測精度向上が期待でき、通信障害に備えた事前対策がより効果的になります。なお、本研究結果の詳細については、地球電磁気・地球惑星圏学会 2025年秋季総会・講演会（2025年11月25日、神戸大学にて開催予定）で発表される予定です。