雷や積乱雲が発電

地球表面と下部電離圏を結ぶ大規模な電気回路、「グローバルサーキット」が存在することが判明しています。

地球表面から高度60 kmから1000 kmにかけて広がる「電離圏」には、薄いプラズマと濃い中性大気が混在しています。この電気回路は雷や積乱雲、雨などによって発電され、地表と下部電離圏は高い導電性を有しており、大きなコンデンサのような性質があります。

世界最高レベルの雲レーダ

このグローバルサーキットの電流は、分子イオンによって運ばれています。これらの分子イオンは雲の形成に影響を与え、気候変動にも影響を及ぼす可能性が指摘されていますが、具体的なグローバルサーキットと雲の関係についてはまだ解明されていません。

そこで、私たちの研究グループは、世界最高レベルの空間分解能を有する雲レーダFALCONと大気電場観測ネットワークを組み合わせた観測システムを開発し、これらの関連性を調査しています。

世界でも珍しい現象を関東でキャッチ

例えば、2016年11月24日に関東で発生した異例の降雪では、関東の4か所で78分の周期で大気電場が振動しており、これに最初に気づいたのは大学院生でした。

この現象は以前に報告されたことがほとんどなく、驚きとともに、雲レーダデータとの比較からそれが雪雲内部の構造によるものであることが明らかになりました。従来、大気汚染が大気電場の大きなノイズ源になるとされ、南極での観測が主流でしたが、関東での観測により世界的に珍しい現象を捉えることができました。

今後は、グローバルサーキットと雲の関連性を解明した上で、グローバルサーキットと下部電離圏電流の関係についても詳細に明らかにしていく予定です。