日没後の赤道電離圏F領域高度上昇 – それとも上昇流の成長か？
- Keywords:
- Equatorial plasma bubbles, Equatorial spread F, Day-to-day variability, Post-sunset rise of equatorial F layer, Large-scale wave structure, Upwelling paradigm, Upwelling growth, Pre-reversal enhancement, Electric field, Equatorial ionosphere
赤道プラズマバブル（equatorial plasma bubble: EPB）発生過程には、大きく分けて2つの考え方がある。一つは、日没後の赤道電離圏F領域高度上昇（post-sunset rise: PSSR）がEPB（赤道スプレッドF（ESF）とも言われる）に直結すると考えるPSSR-to-ESFパラダイムである。もう一つは、局所的なプラズマ上昇流の中からEPBが発生すると考えるプラズマ上昇流パラダイム（“upwelling paradigm”）である。EPB発生の日々変動を説明するためには、プラズマ上昇流パラダイムの方が優っていることが知られている。
プラズマ上昇流パラダイムでは、EPBの発生は以下のステップで起こると考えられている。(1) 電離圏F領域下部に東西幅400km程度の局所的な上昇流が発生、(2) PSSR（訳者注：東西2000km程度の範囲で起こると考えられている）に伴うプラズマ交換不安定性（interchange instability）によって局所的上昇流がさらに発達、(3) PSSRの終わりごろに上昇流中からEPBが発生。EPB発生に至るこのような描像では、やはりPSSRが上昇流の成長の強さを決める主な駆動源であると考えられる。
この考え方は、太陽活動が高くPSSRが強い場合のEPB発生をよく説明するが、太陽活動が低くPSSRが弱い場合のEPB発生を説明することには困難がある。本研究では、太陽活動が低くPSSRが弱い場合において、局所的上昇流の強さが、強いPSSRのF領域高度上昇と同等レベルになり、局所的な上昇流自体がEPB発生を駆動できることを初めて示した。上昇流領域の外ではEPBが発生しないことを考えると、これまでの主流の考え方と異なり、EPB発生の主な駆動源はPSSRではなく局所的上昇流であるということになる。EPB発達過程のさらなる理解のためには、局所的上昇流を引き起こす物理過程、特にPSSRが弱い場合の上昇流発生過程を解明することが必須であり、介在する複雑な物理過程の理解を進めていく必要がある。