New-type echoes observed with the 50 MHz auroral Doppler radar at Showa Station (extended abstract)

Abstract

VHF Doppler radars have been used for the study of anroral E-region irregularities. The Doppler spectra of radar echoes, which give important information for investigating the plasma instabilities responsible for irregularities, are categorized into type 1 - 4. This report presents a new type of aurora echoes detected by the 50 MHz auroral Doppler radar at Showa Station. Preliminary statistical analyses indicate that these echoes (almost appearing at nearest radar ranges) have narrow spectral peaks located at the frequencies less than the range between plus and minus 20 MHz, and occur in the morning with the durations of a few tens of seconds to a few tens of minutes. The diurnal occurrence rate is very different from that of usual radar echoes. The new-type echoes do not seem to belong to any of echo types (type 1 - 4). At this stage, the mechanisms causing these new echoes are supposed to be some electrostatic waves existing between 90 and 110 km altitudes, or specular back-scatter reflection. More analytical and theoretical work is required to understand the new-type echoes.

E層不規則性に関係するプラズマ不安定性に関するデータとして重要なレーダエコーのドップラスペクトルには、従来4つのタイプが知られているが、1990年に南極昭和基地における観測でもう1つの新しいタイプのエコーが発見された。このタイプはE領域中でイオンサイクロトロン周波数よりずっと低い狭いスペクトルピークを持っている。昭和基地には、スペクトルの周波数分解能が2.6Hzの2つのGMS(静止気象衛星:ひまわり)ビームがあり、このビームを使用しての観測例を示した。それによると、新しいタイプのエコーは225kmのところにはっきりと表われており、そのピーク周波数(約10Hz)は時間に関係なくほとんど一定である。また、新エコーの1日の出現率を示し、その統計解析を行った結果を述べた。さらに、1日の最大出現率は朝の5?6時であること、そのエコーパターンは一般のエコーとは異なること、持続時間は数十秒?数十分にわたること、出現しやすい場所があるらしいことなどを示した。レーダビームと地球磁場とのなすアスペクト角と距離との関係を与え、新エコーの原因として、臨界密度近くの電子とかかなりの密度勾配がある電離シートが存在すると異常な後方散乱が起こる可能性があるとして、これについて検討した。シートの磁場方位と距離および高度との関係についても調べたが、レーダ性能の制約があり、異常反射の確認ができないため、レンジ・エリアシングの可能性の方を検討した。その他の原因として、隕石についても考察したが、その継続時間と出現箇所の選択性から否定的見解となった。新しいエコーの発生機構については、まだ確定的な結論は得られていない。