2024年5月、太陽活動領域3663および3664から、複数のMクラス・Xクラスフレアと数回のコロナ質量放出（CME）を含む一連の強烈な太陽噴火が発生し、太陽活動周期25で最も極端な地磁気嵐の一つを引き起こした。この嵐では、地磁気擾乱指数（Dst）の最小値が−406 nTに達し、第1ラグランジュ点（L1）における惑星間空間磁場（IMF）の強度は約70 nTでピークに達した。また、この現象は銀河宇宙線の大規模なフォーブッシュ減少（FD）と太陽高エネルギー粒子による地上レベル増強（GLE）を発生させ、全球電気回路（GEC）を介した太陽・地球結合を評価する貴重な機会をもたらした。世界7観測所に分散する12台の測器から、さまざまな地磁気緯度にわたる晴天時の地表電位勾配（PG）データを解析した。データセットから気象の影響を除外し、標準化した背景値を用いて正規化した。地磁気の影響を解釈するため、Weimer経験モデルを適用して電離圏の極冠横断電位を算出した。静穏時と比較して有意なPG異常を特定するため、Welchの2標本t検定を含む統計解析を実施した。その結果、惑星間空間衝撃波の到来と同時にPGが急減し、その後、FDの振幅と相関する数日間のPG増大が生じたことが明らかになった。PG増大の規模は宇宙線フラックスの減少に応じて変化し、大気電気伝導度の低下がGECに及ぼす影響を裏付けた。観測された応答は地磁気緯度によって異なり、電離圏電場と電気伝導度変調が複合的に作用していることが示唆された。本研究は、2024年5月の地球宇宙圏スーパー嵐におけるGEC擾乱を初めて全球規模で評価したものであり、太陽風、地磁気、宇宙線という複数の駆動要因が共同して地表付近の大気電気を形成することを示す。世界7観測所に設置された12台の測器から、広範な地磁気緯度にわたる晴天時の地表電位勾配（PG）データを取得するとともに、1台の測器から大気・大地間電流密度（$J_z$）データを取得し、解析した。厳格な気象学的基準によってデータを選別し、各観測所に固有の非地磁気嵐時の日変化背景値（2024年5月の全非地磁気嵐日）に対する物理単位で異常を算出した。地磁気による強制作用を解釈するため、Weimer経験モデルを適用して電離圏の極冠横断電位を推定した。統計的推論には、移動ブロック・ブートストラップ検定（6時間ブロック）と多重性に対するHolm補正を用いた。その結果、惑星間空間衝撃波の到来付近で初期のPG減少が見られ、その後のフォーブッシュ減少期間には日ごとに異なる挙動が生じた。これには複数観測所での正の位相が含まれたが、観測所ごとの応答は不均一であり、多重性補正後に頑健な効果が認められたのは一部の観測所と観測日の組み合わせに限られた。効果量と方向の一致性は、電気力学的強制作用と電気伝導度変調の複合効果と整合し、その感度は場所によって異なった。本研究は、2024年5月のスーパー嵐におけるGEC擾乱を全球規模で評価し、太陽風、地磁気、宇宙線の変動が共同して地表付近の大気電気を変調する可能性を示す。
https://doi.org/10.1051/swsc/2026029