クエリ: 太陽表面の爆発によって、地球を取り巻く電離層に異常が発生し、短波無線通信に障害が起きる現象を何という?
文章: デリンジャー現象 多くの場合、持続時間は数十分から数時間の程度であるがまれに数時間以上も続く場合もある。多くは太陽フレアが原因である。太陽フレアが発生すると太陽で発生するX線や紫外線が急増し、それらが電離層に到達することで電離層のD層の電子密度が増加する。 通常の場合、短波(3 - 30 MHz)はD層を通過しF層で反射されるがこの現象が発生すると電子密度が増大したD層で短波が吸収されるようになり、長距離通信が不能となってしまう。短波よりも高い周波数の電波や中波などには影響は少ない。
文章: 臨界事故 ほとんどの臨界事故ではいわゆる「青い閃光」が観察されている。これは臨界状態に達した核物質の周囲の空気が強いX線またはガンマ線(または水中などの特殊な物質の中ではベータ粒子など)のパルスによって電離されるために生じるものである。この「青い光」についてはしばしばチェレンコフ放射であると誤って認識されることがあるが、実際には、空気(ほとんどは酸素と窒素)に含まれる電離した原子(または励起された分子)が基底状態に戻る際に放出する青いスペクトルの光によるものである。これは空気中の電気の火花や稲妻が青く見える理由と同じである。チェレンコフ光の色と電離した空気が放射する光の色が全く異なる物理過程によるにもかかわらず非常に似ているだけであり、それ以上のものではない。チェレンコフ放射は荷電粒子が誘電体の内部をその物質内での光速よりも速く進む時に放射される光である。 文章: 天宮1号 ただ、天宮1号の一部が落ちてきて人の体に危害が及ぶ可能性は低く、確率は1兆分の1とというレベルだった。欧州宇宙機関 (ESA) においても、破片が人物に当たる確率について「1年間に雷に打たれる可能性の1000万分の1」と強調していた。 文章: バミューダトライアングル アンビリバボー』内において、「電子雲」なるものが原因ではないかとされる考察が特集されていた。この説はワームホールができることによって、この近辺を飛行する航空機、航行する船舶が「タイムスリップ」することが、残骸を残さず行方不明になる事故を起こしていると考えるものである。なお、電子雲は原子核の「周辺を回っている」としばしば形容される電子が、量子論的には確率的にぼんやりと存在するものであることを比喩的に表現したミクロの世界の用語であり、水蒸気から細かい水滴が発生することで見える通常の雲のようにふわふわとその辺りに浮かんでいるといったようなものではない。近世以降探検家たちに恐れられた粘りつく海、サルガッソ海は、この海域にあり、海難事故がそれによって起こると考えられる(詳細はサルガッソ海参照のこと)。 文章: 電離層 上の層に行くほど紫外線は強く、多くの電離が生じるため電子密度は大きく、下の層は電子密度が小さい。夜間は太陽からの紫外線が届かないため、電子密度は昼間よりも小さくなる。このため地球全体を取り巻く電離層は均質な球状の層ではない。最下層のD層は、夜間には太陽からの紫外線があたらないため、電離状態を維持することができずに消滅する。また昼間はF1層とF2層に分裂するが、夜間には区別がなくなり一つのF層 (150km - 800km) となる。これにより、昼間と夜間では電波の伝播状態が変化する。このことは地球上の昼半球と夜半球では伝搬状況が異なることを意味する。また約11年周期の太陽黒点の増減によっても大きく変化する。このことを太陽活動周期(サイクル)といい、1986年の太陽黒点極小期から始まり1989年の極大期を含む周期をサイクル22(第22太陽周期)、同様に1996年から始まる周期をサイクル23(第23太陽周期)、2008年から始まる周期をサイクル24(第24太陽周期)...という。なお、マウンダー極小期が終わったあとの1755年から1766年までの周期が伝統的にサイクル1(第1太陽周期)とされている。 文章: 太陽嵐 太陽嵐により放出される電磁波などは、その速度の違いによって、3段階に渡って別々に到達する。まず、最初に到達するのが電磁波で、これは光速度で伝わるためわずか8分程度で到達する。これは主に電波障害を起こし、多くの通信システム(人工衛星、飛行機の無線など)が使用できなくなってしまう。 次に来るのが放射線で、これは数時間で到達する。宇宙飛行士などは放射線を遮蔽できるような施設内に避難しないと被曝してしまう。 最後に来るのがCME(コロナガス噴出、コロナ質量放出)と呼ばれるもので、2-3日後に到達する。この影響が最も危険であり、これに伴って磁気圏内に生成される電気エネルギーが原因となって発生した誘導電流が送電線に混入すると電流が乱れ、停電、電力システムの破壊を招く。これを防止するには、発電所などを停止して送電をストップし、強制停電を行うことが必要になると考えられている。大都市を中心に世界的に電力供給に影響が出ることが見込まれ、復旧に莫大な資金がかかり、経済的な損失を招くことになる。 文章: 磁気嵐 磁気嵐(じきあらし、英: Magnetic-storm)とは、地磁気が通常の状態から変化し、乱れが生じること。 文章: 太陽フレア 太陽フレアとは、太陽における爆発現象。別名・太陽面爆発。 太陽で不定期に発生する爆発的な増光現象で、小規模なものは1日3回ほど、地球に影響を与えうるほど大規模なものは数年に一度程度発生している。大きな太陽フレアは白色光でも観測されることがあり、白色光フレアと呼ぶ。太陽の活動が活発なとき(特に太陽極大期)に太陽黒点の付近で発生する事が多く、こうした領域を太陽活動領域と呼ぶ。 「フレア」とは火炎(燃え上がり)のことであるが、天文学領域では恒星に発生する巨大な爆発現象を指している。現在では太陽以外の様々な天体でも確認されている。一例として、日本の国立天文台が運用するアルマ望遠鏡がプロキシマ・ケンタウリで観測した。 文章: コロナ質量放出 放出されたプラズマは通常の太陽風の速度 ( - 400 km/sec) よりも速く広がり、CMEsによって圧縮された空間に発生するショック面(通常、CMEsの前面)の速度は、700 - 800 km/secにも達する場合がある。放出される質量は10 kg(10億トン、地球の重さの約6兆分の1に匹敵する)にも上り、速度は秒速30キロから3000キロメートル、太陽からCMEが放出される角度は50度程度で時間変化はあまりなく、このため太陽から距離が離れるとCMEの大きさは自己相似的に大きくなる。また、全運動エネルギーは10から10エルグ程度でありこれは太陽フレアのエネルギーと同レベルである。CMEは3部構造 (three-part structure) をなしており、外側がループまたはシェル構造、内側がプロミネンス、その中間が空洞という階層構造をなしている。 文章: 火山雷 近代的な観測が開始されたのは2000年代以降で、閃光を目視観測するほか、電波による観測が行われる。日本での電波による観測は、JLDN(Japanese Lightning Detection Network) などが行っている。落雷による地電流パルスが検出される。 文章: キングII作戦 それによると太陽黒点活動等自然界の悪影響は12-13MHz付近で強く現れ、2-4MHzでは小さいことを発見した日本海軍は低周波での艦隊通信を確立する必要を認識し、その開発に着手したものの太平洋戦争を迎えて広く実用するには至らなかったことを述べている。一方、下記の作戦計画の通信計画では各隊・目的別の周波数割当についての記載があり、そこには2-4MHzの周波数が多く記されている。一例としては、第7艦隊第77任務部隊司令官より第3艦隊司令官への割当は4,135Kcsの電信(CW)である。なお、電信は当時の通信で一般的に主用されていた手段であった。また、揚陸作戦の指揮との関連では近垂直放射空間波(Near Vertical Incidence Skywave,NVIS)の活用があった。 文章: 太陽系 そして、太陽の外層が膨張を始め、直径は現在の256倍にまで膨れ上がり、赤色巨星へ進化する。表面積が大きくなるため表面温度は低下していき、最低で2,600 Kまで低下する可能性がある。このころには、地球上の水はすべて蒸発し、生物が存在することはできなくなっている。中心核では収縮が続くため温度が上昇し、その結果、ヘリウムによる核融合反応が始まる。それにより、太陽は一時的に安定し、直径も現在の11 - 19倍にまで小さくなる。しかし、太陽はより重い元素で核融合反応を起こすほどの十分な大きさを持っていないため、核融合反応は徐々に弱くなり、この安定期間は1億3000万年しか持続されないと考えられている。最終的に外層は吹き飛ばされ、中心核は地球ほどの大きさと、現在の太陽の半分の質量を持った白色矮星となって残される。 文章: 太陽活動周期 太陽磁場はコロナを形成し、皆既日食の時に見られる特徴的な形を与えている。複雑なコロナの磁場は、太陽表面の流動や太陽内部のダイナモによる磁束の生成を反映している。原因は詳細に分かっていないが、これらの構造は安定性を失い、局所的な突然の磁気エネルギーの放出によって大量の紫外線やX線、高エネルギー粒子を放出し、周囲の空間へのコロナ質量放出や太陽フレアを引き起こすことがある。これらの爆発現象は、地球の大気上層や宇宙環境に大きな影響を与え、宇宙天気と呼ばれるものの主要な原動力となる。 コロナ質量放出やフレアの発生頻度は、太陽活動周期によって強く調節される。フレアは、太陽極大期の間は、太陽極小期の間よりも50倍も発生しやすい。大規模なコロナ質量放出は、太陽極大期の間は日に数回発生するが、太陽極小期には数日に1回になる。これらの爆発の大きさ自体は、太陽周期とは関連しない。一例として、太陽極小期に非常に近かった2006年12月には、X級の巨大なフレアが3回も発生し、12月5日に発生したものは、記録上最も明るいものの1つにまでなった。 太陽からの噴出物が外側に拡大し、惑星間空間で太陽系に向かって高エネルギー宇宙線を散乱するプラズマの密度を上昇させる。太陽の爆発現象の頻度は太陽周期に強く調節されるため、宇宙線の散乱度は周期の段階によって変化する。従って、太陽系内部の宇宙線流束は、太陽活動全体のレベルに反比例する。この反比例は、地上からの宇宙線流束の測定によっても明らかに検出される。 文章: LOFAR LOFARは、これまであまり観測されていない低エネルギーのシンクロトロン放射を観測することができる。この放射は弱い磁場の中を運動する(宇宙線の)電子によって発せられる。銀河の中や銀河の間の物質はほとんどすべて磁化されているにもかかわらず、宇宙の磁場の起源と進化についてはほとんどわかっていない。LOFARは弱い磁場を初めて検出することによって、この分野の研究を大きく進める可能性がある。またLOFARは低周波の電波の偏光面が回転するファラデー効果も観測することができると期待されており、これは弱い磁場を研究するもう一つのツールとなる。 太陽は強力な電波源である。太陽が放出する電波には、100万Kの太陽コロナから発せられる熱放射と、太陽フレアやコロナ質量放出(CME)など太陽表面の活動に起因するものとがある。LOFARで観測できるのは、このうち上層および中層のコロナから放出されるものである。またLOFARは、惑星間空間に向けて発せられるCMEを研究において、現時点で最も優れた性能を有している。CMEが地球を直撃するのかどうかをLOFARによって確かめることができ、宇宙天気の研究にも極めて有用である。 LOFARによる太陽の観測には、宇宙天気の根源ともいえる太陽活動の周期的モニタリング観測も含まれる。LOFARはデータ処理も迅速に行われるため、太陽表面の爆発のような短時間の現象であっても、これを他の観測装置で追観測するための情報を的確に発信することができる。太陽フレアは非熱的放射を生じるだけでなく、X線を発生して周囲のプラズマを熱する効果もある。このため、LOFARと他の観測装置、例えばRHESSIやひので、ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー等を組み合わせることで、基本的な天体物理過程の研究を包括的に行うことができる。 文章: フェージング 電離層で反射した電波を受信している時に生じることがある。電離層の電子密度の変化により、電波が電離層で反射されたり電離層を突き抜けたりすることがある。受信点が送信点から跳躍距離付近にある場合にこの現象を受けやすい。 電離層で反射した電波を受信している時に生じることがある。たとえば、F層で反射した電波を受信する際、送信点から発射された電波はD層およびE層を突き抜けてF層で反射し、再びE層およびD層を突き抜けて受信点に到達する。電波がD層およびE層を突き抜ける際に減衰を受ける。D層またはF層の電子密度が時間とともに変化すると、この減衰量も変化する。これにより、受信点に到達する電波の強さも時間とともに変化する。 無線通信に使用する電波は、変調されることにより広がり、周波数帯幅を持つ。明瞭に受信するためには、広がった周波数帯幅の電波すべてを受信できるのが望ましい。伝播経路上に、時間とともに周波数特性が変化する物体がある場合、伝送に必要な周波数帯幅の中で、減衰を受ける周波数帯や減衰量が時間ともに変化する。この作用を受けると、受信点では歪んだ信号を受け取ることになり、明瞭な受信ができなくなる。高速デジタル伝送の場合影響を受けやすい。 文章: 電波障害 送信所に向けてアンテナを設置しても、送信所が鎮守の森などのうっそうとした葉が茂る樹木にさえぎられると、木々や葉の間隔と電波の波長が近いためエネルギーが吸収され、利得が極端に落ち、デジタルではブロックノイズ、アナログではスノーノイズなどの現象が出る。解決方法はその樹木を伐採するか、別方向の山からの反射波を拾うか、別方向の中継局からの電波を拾う方法が考えられる。VHFの電波障害地域で特殊なVHFアンテナ(電波障害対策用アンテナ。障害が根本的に除去されるわけではなく完璧な対策ではない)を設置して解決する場合もある。送電線による受信障害は、VHFやFM放送に多く見られ、直進性の強いUHFではあまり見られない。