国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学宇宙地球環境研究所（ISEE）の新堀 淳樹 特任助教、大塚 雄一 准教授、惣宇利 卓弥 博士後期課程学生、西谷 望 准教授は、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）の西岡 未知 主任研究員、ペルウィタサリ セプティ 研究員、及び国立大学法人電気通信大学（UEC）の津田 卓雄 准教授らとの共同研究により、全球測位衛星システム(GNSS) 注1)、気象衛星ひまわり、電離圏観測用のレーダーなどのデータを解析し、南太平洋トンガ沖の海底火山の大規模噴火に伴って発生した気圧波と同期した同心円上の電離圏擾乱（じょうらん）が、地球規模で広がっていく様相を捉えることに成功しました。
観測データにおいて、電離圏擾乱は、海底火山から約3,000 km離れたオーストラリア上空で噴火後約3時間後に気圧波と同期して観測され、ほぼ同時刻に約6,800 km離れた日本上空でも観測されました。日本で電離圏擾乱が観測されたタイミングは、気圧波が到来する約3時間前に相当します。通常、大気中を進む気圧波は、ほぼ音速に近い315 m/sで伝搬しますが、本観測結果は、オーストラリアから日本に地球の磁力線沿いに1,000 km/sもの速さで電離圏の擾乱が伝わったことを示しています。本研究では、このような電離圏擾乱が高速で伝わるメカニズムを明らかにしました。
本研究成果は、2022年7月13日付地球科学の総合国際学術雑誌「Earth, Planets and Space」に掲載されました。ISEE/NICTで構築してきた電離圏データベースをISEEが解析、UECが気象衛星データ解析を担当、ISEE/NICT/UECで議論を行い、論文を執筆しました。
本研究は、2016年度から始まった日本学術振興会科学研究費補助金（特別推進研究）「地上多点ネットワーク観測による内部磁気圏の粒子・波動の変動メカニズムの研究」の支援のもとで行われたものです。
・世界中に点在する全球測位衛星システム（GNSS）の受信機網から得られた全電子数（TEC）データと、気象衛星ひまわり8号の赤外輝度温度データ解析から、南太平洋トンガ沖の海底火山の大規模噴火後に、同心円状の気圧波、それと同期した電離圏擾乱が確認された。
・海底火山から約3,000 km離れたオーストラリア上空で、噴火後約3時間後に電離圏擾乱が観測された時間帯とほぼ同時刻に、日本上空で西向きに伝搬する電離圏擾乱が観測された。このタイミングは、日本に気圧波が到達する約3時間前に相当する。これらの電離圏電子密度変動の空間構造は完全に一致しており、さらに、北海道に設置された電離圏観測用レーダー（SuperDARN）のデータ解析により、磁力線を介した南北両半球の電離圏擾乱の電磁気的結合過程が明らかになった。
・一般的に大気中を進む気圧波の速度が315 m/sであるのに対し、本観測結果では、電磁気学的な結合の効果で、1,000 km/sの速度で電離圏擾乱が伝わったことになる。
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注1）全球測位衛星システム（GNSS）：
アメリカのGPS、日本の準天頂衛星（QZSS）、ロシアのGLONASS、欧州連合のGalileo等の衛星測位システムの総称。
雑誌名：Earth, Planets and Space
論文タイトル：Electromagnetic conjugacy of ionospheric disturbances after the 2022 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcanic eruption as seen in GNSS-TEC and SuperDARN Hokkaido pair of radars observations
※本学関係教員は下線
著者：
新堀 淳樹 名古屋大学宇宙地球環境研究所 特任助教
大塚 雄一 名古屋大学宇宙地球環境研究所 准教授
惣宇利 卓弥 名古屋大学大学院理学研究科 博士課程後期3年
西岡 未知 情報通信研究機構 主任研究員
Septi Perwitasari 情報通信研究機構 研究員
津田 卓雄 電気通信大学 准教授
西谷 望 名古屋大学宇宙地球環境研究所 准教授
DOI：10.1186/s40623-022-01665-8
URL: https://earth-planets-space.springeropen.com/articles/10.1186/s40623-022-01665-8
宇宙地球環境研究所 新堀 淳樹 特任助教
https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/isee/research/study03.html
