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学際連携：SGEPSSの視点から 羽田 亨（九大総理工） 2009.03.29 日本物理学会領域２シンポジウム／立教大学
羽田 亨（九大総理工） 日本物理学会領域２シンポジウム／立教大学 現代プラズマ科学の最前線〜学際連携によるプラズマ理工学のさらなる発展
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1947年設立（当時の名称は「日本地球電磁気学会」 1987 からsgepss） 岩石磁気、空中電気、電離層、地磁気変化、宇宙線、夜光
地球電磁気・地球惑星圏学会の沿革 1947年設立（当時の名称は「日本地球電磁気学会」 1987 からsgepss） 岩石磁気、空中電気、電離層、地磁気変化、宇宙線、夜光 • 宇宙観測衛星技術とデータ解析法の発展 • 計算機資源と数値計算技術の進展 • 他分野（プラズマ物理、惑星、物理、工学など） との連携 ２つの大きな流れに発展 • 宇宙プラズマ科学・宇宙環境の根源的理解 知的創造への貢献と関連分野への波及 • 宇宙利用の拡大、安全確保・地球環境モニタリング 宇宙の中の地球環境
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現在の研究分野 • 太陽圏：太陽から放出される太陽風プラズマ、太陽風 中の波動・粒子現象、太陽風と星間ガスとの相互作用 • 磁気圏：太陽風によって閉じ込められた地球・惑星磁場 領域、太陽風との相互作用、電離圏との相互作用 • 電離圏：高度数１０km以上の弱電離・強電離プラズマに まつわる諸現象 • 大気圏：成層圏、大気光、雷などの発光現象、大気波動 などに関わる現象の研究 • 宇宙プラズマ：非線形、非平衡、非定常なプラズマ媒質 中に起こる様々な現象を物理的に理解する • 地球・惑星内部電磁気：地表・海底での電磁場観測により 地球内部活動について研究する • 惑星圏：惑星探査機、電波観測等による惑星磁気圏・電 離圏環境の研究 • 宇宙天気：太陽から地球までの連結
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• 学術誌 Earth, Planets and Space (EPS) の刊行(*)
沿革（続き） • 会員数（H18.11） 一般 ６２６、学生 ４３、海外 ４０ など • 総会・講演会：年２回 春・秋 （春は日本地球惑星科学連合大会） • 学術誌 Earth, Planets and Space (EPS) の刊行(*) (*) SGEPSS,日本火山学会、日本地震学会、日本測地学会、日本惑星科学会の合同 • 分科会活動、各種研究会のサポート、研究者交流のサポート • 教育・啓蒙・アウトリーチ活動、など • 分科会活動： 宇宙天気研究会／波動研究会／グローバル地磁気観測分科会 Conductivity Anomaly 研究会／金星の科学分科会／内部磁気圏分科会 太陽地球惑星系科学シミュレーション分科会／データ問題検討分科会 古地磁気・岩石磁気研究会／中間圏・熱圏・電離圏研究会
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宇宙プラズマ＝自然の実験室 非常に低密度（無衝突プラズマ）ー非平衡系 広いパラメータ領域（β値など） 広大な宇宙空間中で多岐にわたる現象が実現 衛星による電磁場とプラズマの現地観測 発展を象徴するキーワード： 線形現象 ー 非線形現象 線形解析 ー 非線形解析 定常 ー 非定常 平衡 ー 非平衡 単点観測 ー 多点観測 単一スケール ー 多スケール 無衝突 ー 有衝突
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プラズマ波動の「動物園」 sketch by Shawhan
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非線形現象 非線形解析 多点観測 非平衡 Joy et al., 2006 Genot et al., 2006 高ベータにおけるミラー波
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Cluster （４機） 観測によるフォア ショック波動の分散 関係とスペクトル 波動間相互作用の 解析に拡張可 非線形現象 非線形解析
Alfven beam mode 非線形現象 非線形解析 非定常 非平衡 多点観測 多スケール Narita et al., 2005
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非線形現象 非線形解析 非定常 非平衡 多点観測 多スケール Taylor scale: Correlative scale
Weygand et al., 2007
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非定常衝撃波（シミュレーション） 非線形現象 非線形解析 非定常 非平衡 多点観測 多スケール サイクリックな衝撃波面形成 と粒子加速
Phasemixing – Ion Thermalization サイクリックな衝撃波面形成 と粒子加速 4.8 非線形現象 非線形解析 非定常 非平衡 多点観測 多スケール Matsukiyo et al
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非線形 非線形解析 非定常 非平衡 多スケール その他、たとえば磁気リコネクション サブストーム（フレア）オンセット 放射線帯粒子加速 衝撃波粒子加速 波動粒子相互作用 宇宙天気 などなど
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数値シミュレーション技術の発展と連携 • これまで主に用いられてきたのは 流体（MHD、Hall-MHD、電子MHDなど） ハイブリッド（超粒子イオン＋電子流体） PIC（超粒子） • 近年発展中 ヴラソフ（分布関数流体） ハイブリッドヴラソフ（ヴラソフ＋流体など） • 検討したい ジャイロ運動論的 Water-bag model Collisional (weakly collisional) モデル、、など ＋ 個々の現象に適応したモデル
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JGL 日本地球惑星科学連合（2005） （法人化2008）
連携の実績（１) JGL 日本地球惑星科学連合（2005） （法人化2008） 日本応用地質学会、日本海洋学会、日本火山学会、日本岩石鉱物鉱床学会、日本気象学会、日本鉱物学会、日本古生物学会、資源地質学会、日本地震学会、日本情報地震学会、日本水文科学会、水文・水資源学会、日本雪氷学会、日本測地学会、日本堆積学会、日本第四紀学会、日本地質教育学会、日本地下水学会、日本地球化学会、地球電磁気・地球惑星圏学会、日本地質学会、日本地理学会、日本粘土学会、日本陸水学会、日本惑星科学会 宇宙惑星科学／大気海洋・環境科学／地球人間圏科学／ 固体地球科学／地球生命科学 目的： • 地球惑星科学コミュニティーの相互理解、意見集約、合意形成をはかる • 対外的な窓口組織として、国や一般社会に対する提言・情報発信を行う
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連携に至る経緯： 1990 地球惑星科学関連合同大会 開催（大学LOCによる） 1997 SGEPSS「学会連合」の提案 1998 JGGを改刊し、EPS誌を創刊 2001 地球惑星科学関連合同大会 開催（運営機構による） 2005 日本地球惑星科学連合 2008 法人化（社団法人日本地球惑星科学連合）
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• 21世紀の宇宙利用と新しい科学への発展ー生存圏科学の創世 • 地球惑星科学における男女共同参画 • プラズマ科学シンポジウム
プラズマ関連の横断的セッションの例： • 地球惑星科学の新しい概念と方法 ウェーブレット解析／時系列モデル／間欠性／ツアリス統計／ プラズマにおけるトポロジー／水面波の非線形現象／自己組織化臨界現象／ 粉体物理と応用／クーロン強結合／ソフトマター／重力多体系 • 計算が開く地球科学の明日 • 21世紀の宇宙利用と新しい科学への発展ー生存圏科学の創世 • 地球惑星科学における男女共同参画 • プラズマ科学シンポジウム • ２１世紀のフロンティア • 高校生によるポスター発表 • 地球惑星科学の教育とアウトリーチ • 地球惑星科学が進むべき道 • キッチン地球科学 などなど
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連携の実績（２） 物理学会、天文学会との３学会合同プラズマセッション （今回が４回目） 連携の実績（３） 2001より、若手夏の学校を日本惑星科学会と合同で開催 他学会との合同開催は？
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学際プラズマHP？ 基礎的な知識・概念についての記述の「ごった煮」 通読可能な「読みもの」：内容、データ（図）ともに、常時アプデート可能 道案内ページ 掲示板（議論、質問）／wishlist／blog
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今後の連携への提案 • 共通セッションの開催（開催方法、時期の問題） • 分科会レベルでの緊密な交流（勉強会、若手夏の学校） 数値計算法、データ処理、非線形科学など • 共通ＨＰ（キーワード統一、啓蒙、、）
