斎藤 享（電子航法研究所：第2分野R005代表）、佐藤 光輝（北海道大学：第2分野R009代表）、今村 剛（東京大学）、西野 真木（宇宙科学研究所）、木村 智樹（東京理科大学）、野澤 悟徳（名古屋大学）、三好 勉信（九州大学）、陣 英克（情報通信研究機構）

●総評

○セッションR005
大気圏・電離圏セッションでは、本年も全て口頭発表となったが、発表はよく作り込まれ、事前の発表練習もよく行われていると感じられるものが多かった。全体的に着実に研究を深化させているものが多く、研究室としての継続的な取り組みが行われていると伺われる。感染症対策のため研究指導が難しい中のこれらの努力は称賛されるべきものといえる。また、新たな研究の萌芽となる観測機器・手法の開発もいくつか行われており、今後の発展が期待できる。一方で、研究の目的についてのプレゼンテーションが弱いと感じられるものも少なからず見られた。自分が行う研究がどのように発展していくかを理解し、その流れの中での研究の位置付けを示すことができると良いと感じた。研究室内、共同研究者との議論の中で、これらの理解深められることを期待する。
○セッションR009
R009惑星圏・小天体分野では全20件のエントリーがあり、研究背景と目的の明確さ、手法の妥当性と斬新さ、結果の新規性と考察の論理性、プレゼンテーション力等々の観点について4名の審査員が評価を行った。研究の進捗度合いは人によってばらつきがあったもののいずれの発表も高い完成度に仕上げられており、発表者の努力と教員の指導に対して敬意を表したい。20件のうち、探査機観測データの解析を主とした発表が10件、数値モデル解析およびモデル開発を主とした発表が6件、地上望遠鏡観測を主とした発表が3件、搭載機器開発を主とした発表が1件と、実に多様性に富んでいた。探査機観測データの解析では、単にデータの解析に留まらず結果を数値モデルによって理論的に再現することで背景物理を定量的に解釈しようとする研究が多く、秀逸であった。数値モデル開発では、JUICEやMMX等の将来の探査計画に繋げる点が十分に意識されており、高く評価できる。また、惜しくも賞の選には漏れてしまったが、地上望遠鏡による惑星大気観測など挑戦的テーマに果敢に挑むものや、装置開発など地道なテーマに真摯に取り組むものなど、いずれも質が高く、これらの研究を担う学生諸氏を今後とも奨励していきたい。 オーロラメダル受賞者と優秀発表者を選出するにあたり、あくまで上述の観点の総合評価に基づき審査員で協議のうえ決定した。結果として受賞者の所属に偏りが出てしまったが、そのバランスを取ることに特別に配慮することはしない方針とした。今回惜しくも入賞できなかった発表と入賞した発表との評価差は僅かであったため、自分の研究・発表を客観的に見直すことで入賞圏内に食い込むことは十分可能であろう。若手研究者のさらなる奮闘に期待したい。

川村 美季
「Simultaneous pulsating aurora and microburst observations with ground-based fast auroral imagers and CubeSat FIREBIRD-II」(R005-04)

脈動オーロラを発生させる約10keV電子とマイクロバースト（MeV電子の１Hz以上の高速変調) はともに磁気赤道付近のコーラス波により引き起こされるモデルが提唱されているが、両者が同時に観測された例は無く実証されていなかった。発表者らは北欧の2地点に設置された EMCCD イメージャーによる全天オーロラ観測と、低高度衛星 FIREBIRD-II CubeSat Flight Unit4 (FU4) による高エネルギー電子観測との同時観測例に着目し、脈動オーロラとマイクロバーストの同時観測イベント解析を世界で初めて実施した。さらにモデル計算を行い、観測された降下電子の速度分散を検証し、観測されたエネルギー分散の全体的な傾向を再現した。この結果は、脈動オーロラと相対論的マイクロバーストが同一起源であるというモデルを実証し、コーラス波動が脈動オーロラからマイクロバーストまでの広いエネルギー帯の電子降下を同時に引き起こすことを示すものであり、学術的意義が非常に高い。本発表は、独創性に優れ、クオリティが高く、発表者の主体性がよく発揮された成果であり、オーロラメダルに相応しいと判断した。

太陽高エネルギー粒子イベント(SEP)に対する、火星大気化学の過渡的応答は断片的な観測だけにとどまり、その全容は不明だった。本研究は、SEP時の過渡的大気化学過程を数値モデル化し、オゾンや、オゾン破壊物質のような重要な微量成分の生成・消失の時空間構造を網羅的に再現した。考慮した化学過程の数は500程度に及び、それらを自在に有効化・無効化できるGUIまで開発を行っており、モデルの柔軟性・完成度が非常に高い。また、検証できる範囲の化学種については、計算結果の妥当性の議論が充分なされており、先行研究のモデルや観測と整合的である。本研究の主眼となる微量成分については、これからの探査機観測による検出可能性が検討されており、本モデルの検証や本モデルを用いた推定の進展が大いに期待できる。プレゼンテーションの技術や、質疑応答の内容に関しても、高いレベルにまとまっている。以上から、オーロラメダルの受賞に充分相当する研究発表と判断した。

本研究は高緯度域における伝搬性電離圏擾乱(TID)の特性を、地上大気光観測とあらせ衛星の同時観測により調べ、TID発生の物理過程について検証したものである。TIDに伴い地上大気光画像に現れる発光強度変動とあらせ衛星が観測する内部磁気圏電場の変動に相関がある例が報告されていたが（2020年優秀発表）、本研究ではさらに多くの例について解析を進め、発光強度変動と内部磁気圏電場の相関が高くない例が多いことを発見しただけでなく、相関が低下する理由について物理的な解釈を与えた。本研究は、高緯度TIDにおける電離圏・磁気圏相互作用だけでなく、謎とされている夜間の中緯度中規模TIDの発生源との関連など電離圏緯度間結合の理解に発展する可能性がある。質疑応答においても、自らの言葉で質問に回答するなど、本人が研究の内容をよく理解して進めていることが伺えた。以上から、オーロラメダルとして十分に評価できる研究発表であると判断した。

吹澤 瑞貴
「オーロラコンピュータトモグラフィによる脈動オーロラの3次元構造と降下電子の再構成」(R005-003)

北欧の地上3地点で得られた全天カメラデータ(波長427.8nm:2秒分解能)を用いて、オーロラコンピュータトモグラフィ(ACT)により、脈動オーロラの3次元体積放射率と降下電子のエネルギー・空間分布の再構成を初めて実現した。再構成された降下電子の平均エネルギーの水平面分布が、脈動オーロラパッチのエッジで高くなる結果の検証を行い、ACT 解析によるエラーではないことを確かめた。さらに、体積放射率を用いて電子密度プロファイルを計算し、EISCAT UHFレーダーデータと比較して、良い一致を得た。ACTを脈動オーロラに適用した例はほとんどなく、先駆的な研究であり、今後の発展が期待できる成果である。発表者は、データ解析および検証を確実に実施しており、発表のクオリティは高く、優秀発表者に相応しい講演である。

中規模伝搬性電離圏擾乱（MSTID）の発生メカニズムは良く知られているが、各場所で観測されるMSTIDの発生起源やその変動は十分に理解されてはいない。本研究では長期間蓄積された南半球観測点の大気光画像から、MSTIDと重力波の伝搬特性について季節変動や年々変動を導出し、変動要因や励起源を議論している。初期解析となっているが、磁気共役点の電離圏現象や下層大気の重力波の変動などMSTIDの発生過程に踏み込んで解析を行っており、今後の研究の進展が期待できる。質疑では重力波の伝搬について中層大気の背景風の影響を考慮すべきとの指摘があり、この点も含み詳細な解析を期待したい。

重力波は中層大気の子午面循環の駆動をはじめ大気上下結合に影響する重要な物理過程である。本研究は運動量フラックスの輸送に寄与する非定常で大振幅な重力波が再解析データでどれくらい再現されているかについて、再解析データERA5とPANSYレーダーを用いて解析したものである。重要かつユニークな研究テーマへの取り組みであり、またイベントの抽出やホドグラフ解析など丁寧な解析の進め方も評価できる。今後再現性が異なる原因の考察や対流圏より高い高度を対象とした解析など研究の進展を期待したい。

地上稠密GNSSネットワークから得られる全電子数データを用い、スポラディックE(Es)層の3次元密度構造をトモグラフィーの手法により再現することに成功した。Es層の3次元トモグラフィーの試みはこれまでにも行われてきたが、Es層のスケール、全電子数への寄与がF領域に比べて小さいため、十分な解像度が得られていなかった。本研究では、F領域の3次元トモグラフィを確立し、その差分としてEs層の3次元構造と時間変動をこれまでにない解像度で得ることに成功した。今後はより多くのEs層について解析を行い、Es層の3次元トモグラフィ解析手法を成熟させるとともに、Es層の生成の物理過程に迫る研究を期待したい。

独自開発した電離圏モデルを用いて、アレシボ付近（低緯度域）におけるスポラディック E (Es)層の生成機構についての講演である。今までは、日本付近についての生成機構を調べていたが、今回は低緯度域に拡張して、ウインドシアー理論に基づく電子密度の集積過程に関する詳細な解析を実施している。一日潮汐波が卓越する低緯度域独自の中性風変動の影響を考慮したうえで、Es層の生成機構を明らかにしている。独自開発した数値モデル使用し、独創的で質の高い研究となっている。今後さらに研究を進めることで、中緯度域でのEs層の生成機構研究と同様に新しい知見が得られるものと期待できる。

従来のTEC観測装置に比べて、安価なF9Pモジュールを用いたTEC観測装置開発に関する研究発表である。安価な装置を用いたにもかかわらず、TECの観測精度が2TECU程度の範囲内で測定が可能であり、実用化に耐えうる精度であることが報告されている。このような開発は地道な作業であるが、目に見える形で成果が出ていることは、高く評価できる。開発・精度評価などを丁寧に実施されている点も高く評価できる。このシステムを用いたTEC観測網が構築され、電離圏観測の更なる発展が期待できる発表であった。

中緯度夜間に出現するMSTIDについて、季節依存性・太陽活動依存性についてSuperDARN レーダーを用いて研究を行っている。夜間MSTIDの伝播方向については、日本と米国では違いがないものの、日本（北海道）では、MSTIDは太陽活動と負の相関があるのに対して、米国ではMSTIDと太陽活動との間に正の相関があることを明らかにしている。この日本と米国での太陽活動との相関の違いについての考察について、しっかりなされていた点は高く評価できる。また、発表もよく準備されていて非常にわかりやすかった点も高く評価できる。今後さらに多くのSuperDARNレーダーについての解析を進め、MSTIDに関する新しい知見が得られることを期待したい。

Trace Gas Orbiter搭載分光計による太陽掩蔽データを用いて火星熱圏の組成分布とその変動を明らかにし、そこから鉛直輸送プロセスを議論したもので、研究の背景の説明、分光データ解析手法の説明、結果の解釈、質疑応答まで、全体的に非常に完成度が高い。光化学モデルを用いてCO/CO2プロファイルから渦拡散係数を制約する手順は鮮やかである。見積もられた渦拡散係数が反映する大気運動の実体の解明に期待したい。

金星大気中のケルビン波と雲の光学的厚さとの関係性を明らかにすべく、4つの異なるサイズをもつ粒径を考慮したモデルを新規開発し、充実した結果が得られている点は高く評価できる。結果に基づくメカニズムの定量的解釈と先行研究との比較もすばらしい。発表者は修士課程1年生であるが、今後の研究成果の創出が大いに期待される。

JUICEによる木星電波探査への応用を目標に、木星の氷衛星の電離層を木星起源電波の掩蔽観測によって求める手法を研究したものであり、研究の背景の説明、手法の解説、シミュレーション結果の解釈、今後の展望までがわかりやすく提示されている。電波の伝播のシミュレーションは先行研究をベースとしながらも完成度が高く、手法のさらなる発展と新たな観測データへの応用が期待される。

火星の電離圏不規則構造の解明を目標として電離大気・中性大気や磁気異常の関係に迫ろうとする萌芽的な内容である。エコーの幅と電子密度変動に着目した点は素晴らしく、今後の研究で不規則構造の駆動源の特定に至ることを期待する。なお、主要な大気成分の説明(特に中性大気のうち最大ではないAr密度を解析で使用する理由)や変動成分の抽出方法の説明(何分平均値を差し引く、等)がもう少し詳しいとよいと感じた。プレゼンの資料は大変見やすく、修士課程1年生とは思えない立派な発表だった。発表の際にカーソルやポインタを有効に使用するとさらに良い講演になると思われる。

火星の残留磁化領域における高エネルギー粒子環境の構成要素の1つである周期的電子注入現象は、その発生機構が不明だった。本研究は、MAVENとMGSの電子・磁場観測データを統計解析し、周期的電子注入現象の発生機構の解明に取り組んだ。太陽風、季節、緯度経度等に対する同現象の発生率依存性を丁寧に解析し、先行研究で提案されている4つの発生機構の特性と比較し、絞り込みに成功した。発生機構の同定には至らなかったが、今後研究を進めることで、さらなる絞り込みが期待できる。解析が丁寧で、発表もわかりやすく、質疑応答も明確であった。