融合プロジェクト（傘テーマ） 機能と帰納：情報化時代にめざす科学的推論の 形 サブテーマ② 統計的モデルに基づく地球科学における逆問題解析手 法 代表者： 門倉 昭（極地研）
研究課題 ① 磁気圏物理学分野のデータ同化の研究 ② オーロラ共役性の定量的評価の研究 ③ 極域科学における逆問題 （オーロラトモグラフィー解析） ④ 非干渉散乱レーダーおよび光学観測イン バージョンによる磁気圏電離圏複合系の研 究 ⑤ 統計モデルによる地震活動の研究
メンバー
物理的数値シミュ レーションを使って、 高エネルギーイオン の空間分布の時間発 展を計算する 【数値シミュレーショ ン】 高速中性原子 (ENA) の２次元 画像をシミュ レート IMAGE 衛星によ る観測結果と比 較 境界条件 ・プラズマシート密 度 ・ピッチ角分布 ・オーロラ電気伝導 度 など 観測を説明できる ような境界条件を 探す 【データ同化】 シミュレーショ ン 観測 （合わな い） 研究課題① 磁気圏物理学分野のデータ同化の研究 磁気圏高エネルギーイオン３次元分布の研究
研究課題① 磁気圏物理学分野のデータ同化の研究 平成 17 年度の成果と現状 模擬観測データを 用いた同化アルゴ リズムの検証を行 い、良好な結果が 得られた。
研究課題② オーロラ共役性の定量的評価の研究 昭和基地ーアイスランド地磁気共役点で観測された様々なオー ロラ活動の共役性・非共役性を定量的に評価するための解析手 法の開発を行う。 磁気座標上での南北極域の位置関係 昭和基地とアイスランドは同じ磁力線で結ばれ た関係（地磁気共役点）にある
全天 TV カメラデータ（ 10 秒値、上：アイスランド、下：昭和基地） 2003 年 9 月 26 日イベント 研究課題② オーロラ共役性の定量的評価の研究 平成 17 年度の成果と現状 （過去のイベントの解析） TJR SYW 共役点観測２１年の歴史の中で最も共役性の良いベストイベント
研究課題② オーロラ共役性の定量的評価の研究 平成 17 年度の成果と現状 （過去のイベントの解析） 2003 年 9 月 26 日イベント： 昭和基地の共役点が１時間で約 5 度経度方向に 移動
研究課題② オーロラ共役性の定量的評価の研究 平成 17 年度の成果と現状 （新しい観測データの取得） 昭和基地と同規格の全天単色 CCD イメージャをアイスランドに 設置 特徴： オーロラ光絶対強度の導出が可能 ⇒ 強度の共役性の定量的な議論が可能 観測シーズン中、完全無人自動運用 ⇒ イベント数の増加 ネットワークを通した運用＆データ取得 Intensity (R) アイスランドにおける観測例
研究課題③ 極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー 解析） ALIS （ Aurora Large Imaging System （オーロラ多点観測ネットワーク）） 観測データの逆問題解析により、オーロラの３次元立体構造を求める スウェーデン オーロラ多点観測ネットワーク ALIS 多点観測から再構成され たオーロラの３次元構造の例
研究課題③ 極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー 解析） 平成 17 年度の成果と現状 （れいめい衛星との同時観測） れいめい衛星： 打ち上げ日： 2005 年 8 月 24 日 軌道： 高度６１０ｋｍ、傾斜角 98 度、太陽同 期 観測器： ① オーロラカメラ（ 427.8, 557.7, nm) ② 粒子観測器（電子、イオン、 10eV- 12keV/q ） 特徴： 高時間・空間分解能（オーロラ微細構造の 観測） ２つのオーロラ観測モード： ① 高度構造観測モード （図 A ） ② 磁力線方向観測モード （図 B) ALIS の上空を通過する軌道を予測し、 ALIS 地上 多点観測との同時観測を行った。 上空からのデータも用いた、より精確な新しい オーロラトモグラフィー解析を行う。 （A）（A） （B）（B）
今までの オーロラ トモグラ フィー 一般化された オーロラ トモグラフィー 用いるデータ： 地上多点オーロラ画像 れいめい衛星オーロラ＆粒子データ 地上ＥＩＳＣＡＴレーダー観測 （電子密度高度分布） 地上イメージングリオメータ観測 （Ｄ層電子密度増加水平分布） 得られる結果： オーロラ３次元発光分布 オーロラ降下粒子エネルギー特性の ２次元分布 用いるデータ： 地上多点オーロラ画像のみ 得られる結果： オーロラ３次元発光分布 研究課題③ 極域科学における逆問題（オーロラトモグラフィー 解析） 将来計画： 一般化オーロラトモグラフィーへの展開
Inversed modes MAW - Searched all 10,000 models: light gray shaded area - The best 1,000 models: yellow to green area -The best model: blue line -The averaged model: red line -The averaged Vp/Vs: light blue line SYO DRVVNDA PMSA 研究課題⑤ 統計モデルによる地震活動の研究 遠地地震波形データの遺伝統計学的逆問題解析による 極域地球内部速度構造の推定