Atmospheric ionizations by solar X-rays, solar protons, and radiation belt electrons in September 2017 space weather event

2017年の宇宙天気事象時における太陽X線、太陽陽子、及び捕獲電子による大気電離特性

村瀬 清華*; 片岡 龍峰*; 西山 尚典*; 佐藤 薫*; 堤 雅基*; 田中 良昌*; 小川 泰信*; 佐藤 達彦   

Murase, Kiyoka*; Kataoka, Ryuho*; Nishiyama, Takanori*; Sato, Kaoru*; Tsutsumi, Masaki*; Tanaka, Yoshimasa*; Ogawa, Yasunobu*; Sato, Tatsuhiko

大気に降り注ぐ高エネルギー粒子によるオゾン層などの影響を調べるには、それら粒子による電離量の空間・時間分布を正確に把握する必要がある。そこで、我々は、2017年9月に発生した太陽フレア時における大気圏内電離量の空間・時間分布に対する観測値を粒子・重イオン輸送計算コードPHITSによる計算値と比較した。その結果、計算値は観測値をファクター2の範囲内で再現できることが分かり、本研究で開発した手法が宇宙天気研究に貢献できることを明らかにした。

Comprehensive understandings of their global impact on the atmosphere require whole pictures of spatio-temporal distributions of the ionization due to them. We estimate the altitude profiles of the ionization rate during the space weather event occurred in September 2017 by using the Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) with input of the particle fluxes obtained by satellites. The estimates are then compared with measurements of the ionization altitude, ionization intensity, and electron density by the radars in the polar region such as the PANSY radar at Syowa Station and the EISCAT in Tromso, Norway. We conclude that the PHITS simulation results reproduce those ionizations measured by ground-based instruments with inputs of observed ionization sources by satellites within a factor of 2.