フォトメータ観測データから推測されるsprite halosの特徴

*宮里　 梨奈[1], 福西 浩[1], 高橋 幸弘[1]
Michael. J. Taylor[2]

東北大学大学院理学研究科[1]
Space Dynamics Laboratory, Utah State University[2]

Characteristics of Sprite halo Estimated from Photometric Data

*Rina Miyasato[1] ,Hiroshi Fukunishi [1]
Yukihiro Takahashi [1],Michael. J. Taylor [2]
Department of Geophysics, Graduate School of Science, Tohoku University[1]
Space Dynamics Laboratory, Utah State University[2]

Transient diffuse flashes refferred to as "sprite halos" occur associated with cloud-to-ground (CG) lightning discharges, usually preceding sprites but rarely without following sprites. Recently, the characteristics of sprite halos have been clarified using high speed photometric and imaging data [Miyasato et al., 2001].
Using spectral data obtained by Multi-Anode Array Photometer data during SPRITES'99, we estimated the energies of electrons inducing sprite halos emissions by assuming a more realistic non-Maxwellian energy distribution as well as a standard Maxwell-Boltzmann distribution. Furthermore, we calculated the charge moment of causative CG using VLF data obtained by Stanford University group and investigated the relationship between the charge moment and the time delay of the optical emission peak from the VLF sferics onset, horizontal scale, and brightness.

　Sprite halosとは、雷雲地上間放電に伴って雷雲上空の高度70〜85kmで起こるディスク状の発光現象である。水平方向に約80kmの広がりを持ち、発光領域を縮小させながら、約1msで下方伝播する。Sprite halosは、spritesの発光に伴って、もしくはその直前に発光する例が多い。発光メカニズムとして、Quesi-Electrostatic(QE)モデルが最も有力であると考えられており、特に、雷放電直後に雷雲上空にできるQE電場の大きさに大きく関係している雷放電のcharge moment量が、sprite　halosの発生を左右していることがモデル計算によって推測されている。
　我々は、1996年から1999年の夏季米国コロラド州において行われたSPRITES’99観測キャンペーンに参加し、Muliti-Anode Array Photometer (MAP)、IICCDカメラ等の光学機器を用いて観測を行った。MAPは、1チャンネルの視野が0.67°（鉛直）×10.8°(水平)で、鉛直方向に16チャンネル配列された多チャンネル高速フォトメータである。時間分解能は50μsなので、発光の時間空間変動を詳しく見ることができることが特徴である。また、MAP1、MAP2には、それぞれ異なる波長透過特性を持つフィルターが挿入されているので、N2 1st positive band、 N2+ Meinel band 、 N2 2nd positive band、 N2+ 1st Negative band　の４つの発光バンドを観測することが可能である。
　今回、我々は1999年にスペクトル観測することに成功したsprite halosイベントにから、sprite halosを引き起こす電子温度を見積もった。その際に、電子のエネルギー分布関数を、Maxwell-Boltzmann分布ではなく、より現実的な分布を仮定して計算を行った。また、スタンフォード大学のVLF sffericsデータから、sprite halosの発光を引き起こした雷放電のcharge momentを求め、それと発光のピークまでの時間差、発光の大きさ、発光強度などとの関係について比較した。
　本学会では、これらの解析結果と、Barrington-Leigh et al. [2000]のモデル計算結果との比較を行い、sprite halosの発生メカニズムについてについて考察し、発表する予定である。