磁気嵐中に観測されるオーロラトーチ構造ならびにN-Sストリーマーの特性

*宮岡 宏[1], 岡田 雅樹[1], 竹下 秀[1], 佐藤 夏雄[1]

国立極地研究所[1]

Characteristics of auroral torch structures and N-S streamers
observed during a magnetic storm

*Hiroshi Miyaoka[1] ,Masaki Okada [1],Shu Takeshita [1]
Natsuo Sato [1]
National Institute of Polar Research[1]

Auroral torch structures are observed as large scale wave-like undulations on the poleward boundary of the diffuse precipitation region in the morning sector. It is proposed that the formation of torch structures are caused by the Kelvin-Helmholts instability possibly excited at the interface between CPS and LLBL, but a contra- diction has also been pointed out to the result of field-line mapping of torch structures(L=5〜6) . We present here several characteristic features of torch structures based on the high-resolution auroral images from DMSP satellites received at Syowa Station, Antarctica. Torch structures are found as strongly enhanced during the period of a magnetic storm, and the activations in cases spatially correspond to multiple N-S auroral streamers moving from high latitudes.

オーロラトーチ構造は、朝側のディフューズオーロラの高緯度境界 が波状（波長：数100km）に変形した現象で、擾乱が大きい場合、 ディフューズオーロラの一部は、さらに高緯度領域まで舌状に伸張 する。また、この波状構造はプラズマ対流と同程度の速度で東向き に伝搬する。地磁気擾乱との関係では、サブストームのrecovery phaseやSMC(steady magnetospheric convection)時に多く観測さ れる［Solovyev et al., 1999］。その成因については、低緯度境 界層（LLBL）とプラズマシート（CPS）境界に発生する可能性があ るKelvin-Helmholtz不安定が提案されている［Rostoker and Samson, 1984］が、実際のトーチ構造の磁力線マッピング位置は L=5〜6と非常に地球に近く、上記の境界領域として考えることは 難しいとの指摘［Tagirov,1993］もあり、その他のモデルも含め、 未だに現象を理論的に完全に説明するには至っていない。 今回、南極昭和基地で直接受信したDMSP衛星OLS（可視画像）デー タならびに対応する降下粒子データを解析した結果、このディフュ ーズオーロラのトーチ構造に関し、いくつかの興味深い観測事実が 判明した。特に、磁気嵐のrecovery phaseに強くエンハンスし、 リングカレントを構成する高エネルギー電子のピッチ角散乱・粒子 降下に対応していること、さらに、磁気圏尾部における局所的・バ ースト的な地球向き高速プラズマ流に関係するオーロラストリーマ ーが、トーチ構造と空間的に対応している例も確認した。講演では これらの現象とその解釈について報告する。