はじめに太陽は生命の維持に不可欠な光だけではなく、磁場とプラズマからなる超音速の風、「太陽風」も放出している。太陽風は一定一様ではなく、太陽面磁場やコロナ加熱の作用によって速度差が生まれ、太陽の自転によって惑星間空間には低速風と高速風が織りなす大規模構造ができている。また、時折発生するコロナ質量放出（Coronal Mass Ejection: CME）が、その背景構造に重ちょう畳じょうする。太陽系内の惑星はすべて、太陽光と太陽風の影響下にあり、固有磁場の有無、大気組成、自転周期などによってその詳細は異なるものの、惑星の勢力範囲ともいうべき「惑星圏」がそれぞれに形成されている。地球は磁場と大気を有する惑星である。本来の地球磁場は双極子に近いが、太陽側は太陽風によって圧縮され、反対側は遠方まで伸びた、彗すい星せいのような形をしている。この変形した地球磁場の勢力範囲を「磁気圏」という。磁場は荷電粒子の進路を曲げる働きがあるため、磁気圏によって宇宙線や太陽高エネルギー粒子の地上への到達は妨げられている。太陽からのX線や紫外線を大気上層部が吸収して形成される電離圏が、それらから地球を守っているように、磁気圏もまた、その磁場により過酷な宇宙環境から地球を守っているといえる。しかし、太陽風を完全に遮断しているわけではない。条件により太陽風エネルギーが磁気圏に流入し、磁場1太陽活動を源とした地球近傍の宇宙空間の乱れを「宇宙天気」と呼ぶ−。ここでいう宇宙空間とは、太陽・太陽風、電離圏、そして、太陽風と電離圏をつなぐ「磁気圏」から成る。エネルギー源である太陽、短波通信や衛星測位などに影響を与える電離圏に比べ、磁気圏は馴染みがない方が多いかもしれない。しかしそこは、オーロラを光らせる仕組みを持ち、電離圏の駆動エネルギーを生み出す世界であるとともに、人工衛星が飛ひ翔しょうする場である。磁気圏の変動が活発になると、オーロラが光り輝く一方で、電離圏変動、特に高緯度域での電力システムへの影響、人工衛星の帯電リスクなどが懸念されるようになる。本稿では、磁気圏を太陽風というエネルギー源の下で内部に電離圏という境界条件を持つシステムとして記述し、その予測を行う、磁気圏MHDシミュレーションの研究開発について述べる。Disturbances of near-earth space caused by solar activities is called “space weather.” Here, the space consists of the sun-solar wind, ionosphere, and “magnetosphere.” Compared to the sun, a main driver of space weather, and the ionosphere, which directly affects HF radio communication and navigation systems, the magnetosphere may not be familiar to many people. However, the magnetosphere is a system that produces aurora and electromagnetic energy driving the iono-sphere, as well as the space where artificial satellites necessary for our modern life are operated. When the magnetosphere is activated, there are concerns about the ionospheric disturbances, damages on the power system especially in the high-latitude region, and charging risks of artificial satellites, while we can see stunning auroras. This paper introduces our research activities on the magnetosphere MHD simulation, which describes the magnetosphere as a system driven by the solar wind under the boundary condition of the ionosphere.3 磁気圏研究3Research for the Magnetosphere3-1 磁気圏MHDシミュレーションの研究開発3-1Research and Development of Global Magnetosphere MHD Simulation中溝 葵 久保田康文NAKAMIZO Aoi and KUBOTA Yasubumi973 磁気圏研究
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