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論文

Meteorological aspects of gamma-ray glows in winter thunderstorms

和田 有希*; 榎戸 輝揚*; 久保 守*; 中澤 知洋*; 篠田 太郎*; 米徳 大輔*; 澤野 達哉*; 湯浅 孝行*; 牛尾 知雄*; 佐藤 陽祐*; et al.

Geophysical Research Letters, 48(7), 11 Pages, 2021/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:0(Geosciences, Multidisciplinary)

graupels

論文

Termination of electron acceleration in thundercloud by intracloud/intercloud discharge

和田 有希*; Bowers, G. S.*; 榎戸 輝揚*; 鴨川 仁*; 中村 佳敬*; 森本 健志*; Smith, D.*; 古田 禄大*; 中澤 知洋*; 湯浅 孝行*; et al.

Geophysical Research Letters, 45(11), p.5700 - 5707, 2018/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:79.35(Geosciences, Multidisciplinary)

An on-ground observation program for high energy atmospheric phenomena in winter thunderstorms along Japan Sea has been performed via lightning measurements of $$gamma$$-ray radiation, atmospheric electric field and low-frequency radio band. On February 11, 2017, the radiation detectors recorded $$gamma$$-ray emission lasting for 75 sec. The $$gamma$$-ray spectrum extended up to 20 MeV and was reproduced by a cutoff power-law model with a photon index of 1.36$$^{+0.03}_{-0.04}$$, being consistent with a Bremsstrahlung radiation from a thundercloud (as known as a $$gamma$$-ray glow). Then the $$gamma$$-ray glow was abruptly terminated with a nearby lightning discharge. The low-frequency radio monitors, installed $$sim$$50 km away from Noto School, recorded intra/inter-cloud discharges spreading over $$sim$$60km area with a $$sim$$300 ms duration. The timing of the $$gamma$$-ray termination coincided with the moment when a sequence of intra/inter-cloud discharges passed 0.7 km horizontally away from the radiation monitors. The atmospheric electric-field measurement presented that negative charge was located in the cloud base and not neutralized by the lightning discharge. This indicates that the $$gamma$$-ray source was located at an higher region than the cloud base.

論文

Migrating source of energetic radiation generated by thunderstorm activity

鳥居 建男; 杉田 武志; 鴨川 仁*; 渡辺 泰行*; 楠 研一*

Geophysical Research Letters, 38(24), p.L24801_1 - L24801_5, 2011/12

 被引用回数:46 パーセンタイル:82(Geosciences, Multidisciplinary)

冬季雷活動中に数分間発生する高エネルギー放射線の発生源が移動することを、種々の放射線測定器,電界計,レーダー画像によって確認した。放射線源は、雷放電を伴わず、高度300mの下向き半球状の表面から放出されていると考えられ、7m/sの速度で北から南へ移動した。これは、電界系の変動とも一致しており、レーダー画像等の気象データによる風向風速とも合致するものであった。この結果は、雷雲内の電荷領域の下部で生成されていることを意味し、低高度での発生は雷放電を伴わないことと深い関係があることを示唆するものである。

論文

The Existence of memory effect on hydrogen ordering in ice; The Effect makes ice attractive

荒川 雅*; 鍵 裕之; Fernandez-Baca, J. A.*; Chakoumakos, B.*; 深澤 裕

Geophysical Research Letters, 38, p.L16101_1 - L16101_5, 2011/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:36.14(Geosciences, Multidisciplinary)

水素の配置が秩序化した強誘電性の氷XIが宇宙に存在することは、その強いクーロン力の存在により、宇宙物理学や物理化学の分野の関心になっている。しかしながら、強誘電性氷が形成可能な温度領域が狭いことから、その宇宙全体への影響は限られていると考えられてきた。われわれは、中性子回折の実験から、微小な水素秩序領域が従来予測より高い温度で存在し、この秩序領域が氷XIを大きくバルク状に成長させることを発見した。この微小秩序領域は氷XIの残留構造であることから、これを氷の水素秩序化の「メモリー」と名付けた。このメモリーは少なくとも111Kまでは存在し、その影響により、太陽系の多くの氷が水素秩序化しており強誘電体でもあると推定される。この微小秩序領域は氷がかかわる宇宙化学的特性や進化の過程を支配している。

論文

Gradual increase of energetic radiation associated with thunderstorm activity at the top of Mt. Fuji

鳥居 建男; 杉田 武志*; 田辺 朝知子*; 木村 嘉尚*; 鴨川 仁*; 矢島 千秋*; 保田 浩志*

Geophysical Research Letters, 36(13), p.L13804_1 - L13804_4, 2009/07

 被引用回数:44 パーセンタイル:77.85(Geosciences, Multidisciplinary)

夏季雷活動に起因すると考えられる放射線変動(複数形)が富士山頂において観測された。それらは最も長いもので約20分間続く緩やかな変動であり、約10MeV程度までの連続スペクトルを持つ高エネルギー$$gamma$$線であった。これらの変動の特徴から、個々の雷放電との関係は認められず、雷雲の高電界に起因して生成された逃走電子からの制動放射線であると考えられた。

論文

Iron in the Japan Sea and its implications for the physical processes in deep water

高田 兵衛*; 久万 健志*; 磯田 豊*; 乙坂 重嘉; 千手 智晴*; 皆川 昌幸*

Geophysical Research Letters, 35(2), p.L02606_1 - L02606_5, 2008/01

日本海の2つの海盆(大和海盆及び日本海盆)で採取した海水中の鉄(溶存鉄と可溶性鉄)濃度から、両海盆での鉄の挙動について考察した。孔径0.22$$mu$$mのフィルターで濾過し、緩衝液でpH=3.2に調整した海水に含まれる鉄を溶存鉄、濾過せずにpH調整のみを行った海水に含まれる鉄を可溶性鉄とした。表層(0$$sim$$200m深)における可溶性鉄存在量は、いずれの海域でも300$$sim$$350$$mu$$mol m$$^{-2}$$で、北太平洋の外洋域に比べて5$$sim$$9倍大きく、アジア大陸から日本海への大気経由での物質輸送が鉄の存在量に大きく影響していると推測された。日本海における溶存鉄濃度は、水深1$$sim$$2kmで極大を示した。この結果は、表層で生物に取り込まれた鉄が、中・深層で分解され滞留したためであると考えられる。鉄は、海洋における生物生産を制限する重要な因子であることが指摘されているが、日本海における鉄濃度分布から、海洋における鉄の供給源と挙動について理解することが可能となった。

論文

Relationship between helium isotopes and heat flux from hot springs in a non-volcanic region, Kii Peninsula, Southwest Japan

梅田 浩司; 坂川 幸洋*; 二ノ宮 淳; 浅森 浩一

Geophysical Research Letters, 34(5), p.L05310_1 - L05310_5, 2007/03

紀伊半島は、非火山地帯に位置するにもかかわらず、高いヘリウム同位体比を有する高温の温泉が多く分布する。これらの温泉の熱源については、沈み込むフィリピン海スラブに含まれる含水鉱物が高温・高圧下で脱水し、それが地殻浅所にもたらされたといったモデルが提唱されている。今回、物質科学的な側面からそのモデルを検証するため、紀伊半島の温泉ガスのヘリウム同位体比のデータを蓄積するとともに、ボーリングの温度プロファイルを収集し、ペクレ数解析によりそれぞれのボーリング地点の熱流束を計算した。その結果、ヘリウム同位体比と熱流束,ペクレ数には明瞭な相関が認められることから、温泉の温度や同位体比は、地下深部から上昇する流体のフラックスの大きさに起因していることが明らかになった。

論文

Variation of velocity and volume transport of the Tsugaru warm current in the winter of 1999-2000

伊藤 集通; 外川 織彦; 大西 光代*; 礒田 豊*; 中山 智治*; 島 茂樹*; 黒田 寛*; 岩橋 雅行*; 佐藤 千鶴*

Geophysical Research Letters, 30(13), p.11_1 - 11_4, 2003/10

津軽暖流の流速並びに流量の変動が、連続した海峡横断流速モニタリングデータから調べられた。1999/11-2000/03の期間流速断面の構造は定常的であり、中心部には津軽暖流が、その南北には還流が見られた。そして、これらの流速は観測期間を通じ減少する傾向であった。また、同期間の津軽暖流の流量は流速の変動にともない2.1から1.1Svに減少しており、その平均流量は1.5Svであった。津軽暖流の流量変動は日本海-太平洋の水位差と線形の相関関係があり、水位差の全流量に対する寄与はおよそ70%になると見積もられた。

論文

Viscosity change and structural transition of molten Fe at 5 GPa

寺崎 英紀*; 加藤 工*; 浦川 啓*; 舟越 賢一*; 佐藤 公則*; 鈴木 昭夫*; 岡田 卓

Geophysical Research Letters, 29(8), p.68_1 - 68_3, 2002/05

高圧下における溶融純鉄の粘性その場測定を、X線影像落球法によりおこなった。約2000Kにおける粘性係数は、2.7-5.0GPaでは15-24mPa sであり、5.0-7.0GPaでは4-9mPa sであった。粘性係数の急激な減少が5GPa付近で観察された、この圧力条件では融点直下における安定固相はデルタ相(bcc)からガンマ相(fcc)に変化する。今回得られた結果は、溶融鉄の構造変化が固相の相転移と近い圧力条件において、狭い圧力幅(1GPa)で起こる可能性を示唆している。

論文

Renewal of the bottom water after the winter 2000-2001 may spin-up the thermohaline circulation in the Japan Sea

千手 智晴*; 荒巻 能史; 乙坂 重嘉; 外川 織彦; Danchenkov, M. A.*; Karasev, E.*; Volkov, Y. N.*

Geophysical Research Letters, 29(7), p.53_1 - 53_4, 2002/04

2001年夏、われわれは、例年に比べ厳しい寒さであった2000-2001年の冬季後に日本海底層水が新たに形成されていることを世界で初めて観測した。この日本海北西部海域で観測された新しい底層水は、従来から存在する底層水に比べて低温,高塩,高酸素及び低栄養塩を示した。さらにこの新しい底層水の分布状況は、日本海における海水の深層への沈み込みが日本海北部海域ではなく、ロシア・ウラジオストック南方沿岸で起こっていること,形成した底層水が沈み込んだ海域から今回観測された海域深層へ移流していることを示唆した。底層水が観測された海域に2000年夏から1年間係留した流速計の記録は、2001年2月中旬に急に10cm/secを超えるような下層への強い流れを示しており、2001年1月下旬から2月初旬に海水が表層から深層への沈み込んだことを示唆しているものと思われる。2000-2001年冬季の底層水形成イベントは、日本海における底層水の酸化傾向の抑制,さらには温度躍層循環のスピンアップに寄与する可能性がある。

論文

Implication of Heterogeneous Seismic Activity along the Atotsugawa Fault Zone, Central Japan; Relationship between Seismicity and Creep Movement

伊藤 潔

Geophysical Research Letters, 0 Pages, 2002/00

本州中部、跡津川断層系の跡津川および茂住-祐延断層ではそれぞれの地表断層に沿って地震活動が並んでいる。稠密観測によってこれらの震源を精度良く決定した結果、震源は地震発生層の底までは独立に分布することがわかった。また、跡津川断層の一部では光波測量によって、クリープ現象が見いだされているが、これらと特異な地震の深さ分布の関連について、断層がロックしているモデルを提案した。

論文

Dense GPS Array Observations Across the Atotsugawa Fault, Central Japan

平原 和朗; 安藤 雅孝; 和田 安男*; 大倉 敬宏*

Geophysical Research Letters, 30(6), p.8012_1 - 8012_4, 2002/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:40.31(Geosciences, Multidisciplinary)

跡津川断層付近の詳細な地殻変動を観測するため断層を横切るGPS観測網を設置した。観測網は30kmに及び7点の観測点からなっている。4年間の観測の結果以下の特徴的な変位速度場が得られた。断層から25km離れた点ではそれぞれ5mm/年の東向き、西向きの速度を持って吸束しているが、断層に近づくにつれ、断層走行に平行になり、変位速度が減少してくる。これらの観測結果は、15kmの厚さを持つ弾性板が20mm/年の速度で、跡津川断層を境に衝突している、というモデルで説明される。しかしながら、牛首断層と跡津川断層で挟まれた変位速度も小さく断層に直交する成分があり、衝突境界はこの両断層で囲まれたゾーンにあり、このゾーンでは弾性定数が小さいか、非弾性的性質を持っていると推定される。

論文

The Okhotsk-Pacific seawater exchange in the viewpoint of vertical profiles of radiocarbon around the Bussol' Strait

荒巻 能史; 渡邉 修一*; 久慈 智幸*; 若土 正暁*

Geophysical Research Letters, 28(20), p.3971 - 3974, 2001/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:39.48(Geosciences, Multidisciplinary)

ブッソル海峡周辺の放射性炭素の鉛直分布がはじめて明らかになった。ブッソル海峡の水深0-400mで放射性炭素濃度がほぼ一定であることから、当該海域では等密度混合を越えるような大きな潮汐混合が起こっていることが明らかとなった。放射性炭素濃度と海水の密度の分布からオホーツク海中層水がオホーツク海-太平洋間の海水交換に大きな役割を持つこと、深層水はブッソル海峡を通過して両海域でよく混合していることがわかった。さらに各観測点における核実験由来の放射性炭素存在量の見積もりから、オホーツク海-太平洋間の海水交換量が本質的には小さいかもしれないことが示唆された。

論文

${it In situ}$ observation of ilmenite-perovskite phase transition in MgSiO$$_{3}$$ using synchrotron radiation

小野 重明*; 桂 智男*; 伊藤 英司*; 神崎 正美*; 米田 明*; Walter, M.*; 浦川 啓*; 内海 渉; 舟越 賢一*

Geophysical Research Letters, 28(5), p.835 - 838, 2001/03

 被引用回数:74 パーセンタイル:87(Geosciences, Multidisciplinary)

MgSiO$$_{3}$$におけるイルメナイト-ペロフスカイト相転移をマルチアンビルを用いて、放射光その場観察した。イルメナイト相とペロフスカイト相の1300K-1600Kにおける相境界が、Jamiesonの金の状態方程式に基づいてP(GPa)=28.4-0.0029T(K), Andersonの金の状態方程式に基づいてP(GPa)=27.3-0.0035T(K)と決定された。Jamiesonに基づく結果は、過去の回収実験による結果と調和的であり、地球内660km地震波不連続が、この相転移と関連づけられることを支持しているが、Andersonスケールでの結果を採用した場合、整合性がとれなくなる。

論文

High-pressure phase transformation in CaMgSi$$_{2}$$O$$_{6}$$ and implications for origin of ultra-deep diamond inclusions

入舩 徹男*; 宮下 穣*; 井上 徹*; 安東 淳一*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Geophysical Research Letters, 27(21), p.3541 - 3544, 2000/11

 被引用回数:30 パーセンタイル:62.09(Geosciences, Multidisciplinary)

ダイオプサイドCaMgSi$$_{2}$$O$$_{6}$$の高温高圧下での相転移を放射光その場X線回折により観測し、立方晶CaSiO$$_{3}$$と斜方晶MgSiO$$_{3}$$への分解を確認した。この結果から天然ダイヤモンドに取り込まれているパイロキシン組成の不純物鉱物は、下部マントル起源であることが強く示唆される。

論文

Formation of metastable assemblages and mechanisms of the grain-size reduction in the postspinel transformation of Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$

久保 友明*; 大谷 栄治*; 加藤 工*; 浦川 啓*; 鈴木 昭夫*; 神部 祐一*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 藤野 清志*

Geophysical Research Letters, 27(6), p.807 - 810, 2000/03

 被引用回数:32 パーセンタイル:64.02(Geosciences, Multidisciplinary)

放射光を用いたX線回折の手段により、Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$のポストスピネル転移のカイネティクス研究を行った。Mg$$_{2}$$SiO$$_{4}$$スピネル相がペロフスカイトへ転移する前に、SiO$$_{2}$$スティショバイト相あるいはイルメナイトが中間層として出現することを見出した。また、ポストスピネル相転移直後の粒径は過圧力によって大きく変化することがわかった。下部マントルへ潜り込むスラブの粘性とこの粒サイズ変化の関連について考察した。

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