地球磁気圏周辺のプラズマの流れ3D表示/GEOTAIL/東北工業大学工学部情報通信工学科中川研究室

地球磁気圏周辺のプラズマの流れ

本ソフトウェアは，ユーザが地球磁気圏周辺におけるプラズマの流れを，様々な視点から見ることができます。表示に用いたのは，GEOTAIL衛星が1996年～2005年に地球近傍の太陽風・マグネトシース・地球磁気圏内で観測したプラズマの速度，密度，温度の， 1年または10年分の平均です。使用したモーメントデータは宇宙科学研究所のデータベースDARTS (http://www.darts.isas.jaxa.jp/stp/geotail/ascii.html)から取得しました。地球から30[Re]圏内の空間を1[Re]ごとに区切って平均値を求め，それぞれの位置に速度ベクトルを四角錐で表現し，四角錐の色で密度，温度を表示しました。

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注意
・本ソフトウェアを使用するにあたり，パソコンにJava(TM) 2 Runtime Environment （JRE）がインストールされている必要があります。 Oracle社の下記ページより「無料 Java のダウンロード」をクリックすると，インストーラを取得できます。
http://www.java.com/ja/
・Internet Explorerの場合、Javaがインストールされているのに表示されない時は、画面上方の「セキュリティ保護のため...オプションを表示するには、ここをクリックしてください..」をクリックしコンテンツを許可してみてください。

・1年平均は最低1個以上のデータがあれば平均値を計算し，10年平均では最低100個以上のデータがあれば平均値を計算してあります。
・流れの向きが朝方側，夕方側に大きく変化するバウショックの先端付近では，カウントされない粒子が存在するため(向井，2002年，private communication)，流れの方向が正しくないことがあります。
・磁力線は，地球上の南半球の南緯70°からスタートしたものを表示しています。本ソフトウェアで表示するのは1年または10年平均であるため，日変化の影響が出ないよう，単に南向きの双極子磁場としています。

操作方法

左の図は，本ソフトウェアの初期画面です。
・マウスで視点を変えることができます。
・中心の青い立体が地球で，地球の周りの白い線が地球磁場ベクトルを表しています。
・画面左上の緑で囲ったx,y,z=と表示されたスクロールバーで対象物の位置(中心)を各軸と平行に動かすことができます。
・黄色で囲んだチョイスでどの年の統計データを使うのかを96(1996年)，97(1997年)，98(1998年)･･･またはALL(1996年～2005年の平均)のうちから選ぶことができます。
・水色で囲んだラジオボタンで，密度(V+N)，温度(V+T)，温度の垂直成分(V+Tiyy），温度の平行成分(V+Tizz)，温度の異方性(V+A)のいずれを表示するか選ぶことができます。
・ピンクで囲ったスクロールバーによって図を拡大縮小することができます。
・黄色（プラズマ密度が0.5-5cm^-3）でまっすぐなのが太陽風ベクトル、ピンク（密度がやや高い）で地球をよけるように流れているところがマグネトシース、緑色（とても低密度）であまり流れていないエリアが地球磁気圏です。黄色とピンクの境目が衝撃波(bow shock)の位置です。
・磁気圏内に数本、極めて速いｚ向きの緑のベクトルが気になると思いますが、たまたまその日にｚ方向の流れが卓越し、それ以外の日のデータがなかったため、その日の姿が平均値に残ってしまったものです。黄色で囲んだチョイスで他の年やAllを選ぶと消えます。

使用例

左の図は，太陽方向から見た図です。
年は96，色は密度(V+N)を選択し，マウスで視点を変更しました。

左の図は，地球磁気圏とマグネトシースを地方時3時から見た図です。朝側の、やや下流側です。
年はALL，色は密度(V+N)を選択しました。
マウスで視点を変更し，全体を見られるよう縮小しています。

左の図は，地球磁気圏側から見た図です。
年は98，色は温度(V+Tiyy)を選択し，マウスで視点を変更しました。
密度は低かったけれど、温度を表示してみると、磁気圏内は温度が高いのがわかりますね。

左の図は，南側からのぞいたような図です。
こういうアングルからの絵はあまりないですよね。
自由に動かして、お好きな角度からの図をお楽しみください。
年はALL，色は温度の垂直成分(V+Tiyy)を選択しました。マウスで視点を変更し，全体を見ることができるよう縮小しています。