Lecture
2019年度・第1学期
地球上ではいま，様々な課題が存在している。中でも，気候変動・地球温暖化・海洋酸性化・食糧問題・水資源枯渇・砂漠化・人口爆発・大気汚染・エネルギー枯渇・大規模災害・地震/津波など，これら地球規模の課題は例を挙げれば数限りない。これらの問題はごく近年発生したのではなく，数10年も前から依然として存在していたが，未だに解決のための糸口すら見つかっていない課題も存在する。一方，近年の技術革新は目覚ましく，スマートフォンやコンピュータの高性能化，世界規模での情報通信網の拡充，地上・衛星観測での観測機器への最先端技術の利用など，大きな飛躍を遂げている。しかしながら，これらの最新技術を，地球規模の解決のためにどのように利用すれば良いのかというアイディアと戦略については，いずれの国・機関においても十分に練られているとは言えない。本講義ではグループ学習を通じて，地球惑星科学に関連する地球規模の課題を解決するためにどうのような最新技術をどのようなアプローチで適用し解決を図るのか，そのプランを検討してもらう。
雷放電は，人類が誕生するはるか以前から現在まで普遍的に発生しており，私たちにとって最も身近な自然現象の1つといえる。しかし，雷放電が電気現象であることが確かめられたのは18世紀半ばのことであり，さらに，雷放電が地球上のどこでどの程度発生しているのかが明らかにされたのは，科学観測技術が飛躍的に向上したごく最近のことである。最新の研究成果によると，雷放電活動を遠隔監視することで，台風や集中豪雨などシビア気象現象の規模発達を直前予測することが可能になると指摘されており，雷放電観測の重要性は一層増している。本実験では，雷放電から電磁波動が放射され空間を伝搬する仕組みと，雷放電が放射するVLF (Very Low Frequency) 帯電磁波動を観測する手法について学ぶ。さらに，計測した電磁波動の特徴と到来方向を調べるとともに，雷放電の放電電流を推定してみる。
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最近の観測技術や数値シミュレーションの目覚ましい進展により明らかにされつつある宇宙と太陽系に関する最新の成果を担当教員の専門分野から学生に紹介し，新しい自然観を培ってもらう。壮大な時間と空間のなかに織りこまれた神秘的なロマンを科学的に捉える方法を学び，宇宙進化と隠れた地球の実像を理解してもらう。論理的思考あるいは物理的考察の重要性を美しい画像や担当教官の熱のこもった（つまりしばしば独走している）講義を通して学ぶことによって，宇宙や太陽系を身近なものと感じてもらう。
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2019年度・第2学期
地球の電磁圏をとりまくプラズマの基礎特性，プラズマの運動，電磁流体(MHD)方程式，電磁圏でのプラズマの対流と電流系，磁気嵐（ストーム）・サブストームについて学ぶ。本講義によって，地球の電磁圏プラズマの諸特性を理解し，そこで発生する諸現象の物理を理解できることを目的とする。さらには，獲得した知識をもって，固有磁場を有し磁気圏を形成する他惑星（木星・土星など）で発生する諸現象との類似性及び差違を理解できるようになることも目的とする。
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この講義では，基本法則を中心に電磁気学の基礎を学ぶ。また，地球とその周辺域において起こる具体的な電磁気現象を念頭におきつつ，電磁気学が地球科学ではどのように応用されるかを学ぶ。第3学年2学期の地球惑星電磁気学で必要となる電磁気学の基本法則と数学的取り扱いを習得する。静電場・静磁場・電流による磁場・電磁誘導・Maxwell方程式と電磁波の基礎までを理解する。
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宇宙における諸現象の多くは，放射される電磁波を観測することで理解される。観測から正しく諸現象を理解するためには，放射された電磁波がどのように空間や媒質内を伝わってくるのか，また，そもそものどのような機構で電磁波が放射されるのかということを理解する必要がある。一方，地球を含む太陽系内の惑星では，太陽風と惑星大気の相互作用，磁気圏の形成，オーロラなど，共通して観測される現象がある。これらの諸現象を理解するためには，電離気体であるプラズマの特性と，それを流体として扱う電磁流体力学を理解することが必要である。本授業では，観測という立場を重視した上で，電磁波の放射輸送，放射機構，プラズマ，電磁流体力学について理解することを目指す。
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雷放電は，人類が誕生するはるか以前から現在まで普遍的に発生しており，私たちにとって最も身近な自然現象の1つといえる。しかし，雷放電が電気現象であることが確かめられたのは18世紀半ばのことであり，さらに，雷放電が地球上のどこでどの程度発生しているのかが明らかにされたのは，科学観測技術が飛躍的に向上したごく最近のことである。最新の研究成果によると，雷放電活動を遠隔監視することで，台風や集中豪雨などシビア気象現象の規模発達を直前予測することが可能になると指摘されており，雷放電観測の重要性は一層増している。本実験では，雷放電から電磁波動が放射され空間を伝搬する仕組みと，雷放電が放射するVLF (Very Low Frequency) 帯電磁波動を観測する手法について学ぶ。さらに，計測した電磁波動の特徴と到来方向を調べるとともに，雷放電の放電電流を推定してみる。
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