Updated on 2024/11/27

Information

 

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YOSHIDA SHIGEO
 
Organization
Faculty of Science Department of Earth and Planetary Sciences Associate Professor
School of Sciences Department of Earth and Planetary Sciences(Concurrent)
Graduate School of Sciences Department of Earth and Planetary Sciences(Concurrent)
Title
Associate Professor
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Profile
Studies on the dynamics in the Earth's core (dynamo action, structure of the inner core) Studies on the formation of the Earth's core (early Earth) Studies on the dynamics of hydrothermal circulation (phase separation, precipitation) Studies on the dynamics of volcanic eruptions (explosive eruptions) Studies on the philosophy of Earth and planetary sciences (scientometrics, model theory)
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Degree

  • Doctor of Science

Research History

  • 東京大学地震研究所(助手)―名古屋大学大学院理学研究科(助手)―名古屋大学大学院環境学研究科(助教授―准教授)   

Research Interests・Research Keywords

  • Research theme: Particle-based fluid dynamic simulation method

    Keyword: Smoothed Particle Hydrodynamics method

    Research period: 2022.4

  • Research theme: Spontaneous rotational motion of bubbly ice on a heated metal column

    Keyword: spontaneous motion, bubbles, phase change, surface tension

    Research period: 2014.4 - 2019.3

  • Research theme: Formation of the Zonal Flow of Neptune

    Keyword: angular momentum transfer, interior structure

    Research period: 2011.4 - 2014.3

  • Research theme: Modelling of volcanic eruption processes

    Keyword: multiphase flow, compressible flow, buoyancy

    Research period: 2009.4 - 2019.3

  • Research theme: The philosophy of Earth and planetary sciences

    Keyword: models、scientometrics

    Research period: 2009.4 - 2016.3

  • Research theme: Dynamics in the Earth's core (wave motion, dynamo action, structure of the inner core)

    Keyword: dynamo, core-mantle interations, seismic anisotropy

    Research period: 1990.4

Papers

  • Formation of a hydrothermal reservoir due to anhydrite precipitation in an arc volcano hydrothermal system Reviewed International journal

    Yoshifumi Kawada, Shigeo Yoshida

    Journal of Geophysical Research   115   2010.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1029/2010JB007708

  • Two-dimensional ideal magnetohydrodynamic waves on a rotating sphere under a non-Malkus field: I. Continuous spectrum and its ray-theoretical interpretation Reviewed International journal

    Nakashima, R; Yoshida, S

    GEOPHYSICAL AND ASTROPHYSICAL FLUID DYNAMICS   2024.8   ISSN:0309-1929 eISSN:1029-0419

     More details

    Authorship:Last author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics  

    Two-dimensional ideal incompressible magnetohydrodynamic (MHD) linear waves at the surface of a rotating sphere are studied as a model to imitate the outermost layer of the Earth's core or the solar tachocline. This thin conducting layer is permeated by a toroidal magnetic field the magnitude of which depends only on the latitude. The Malkus background field, which is proportional to the sine of the colatitude, provides two well-known groups of branches; on one branch, retrograde Alfvén waves gradually become fast magnetic Rossby (MR) waves as the field amplitude decreases, and on the other, prograde Alfvén waves undergo a gradual transition into slow MR waves. In the case of non-Malkus fields, we demonstrate that the associated eigenvalue problems can yield a continuous spectrum instead of Alfvén and slow MR discrete modes. The critical latitudes attributed to the Alfvén resonance eliminate these discrete eigenvalues and produce an infinite number of singular eigenmodes. The theory of slowly varying wave trains in an inhomogeneous magnetic field shows that a wave packet related to this continuous spectrum propagates toward a critical latitude corresponding to the wave and is eventually absorbed there. The expected behaviour whereby the retrograde propagating packets pertaining to the continuous spectrum approach the latitudes from the equatorial side and the prograde ones approach from the polar side is consistent with the profiles of their eigenfunctions derived using our numerical calculations. Further in-depth discussions of the Alfvén continuum would develop the theory of the “wave–mean field interaction” in the MHD system and the understanding of the dynamics in such thin layers.

    DOI: 10.1080/03091929.2024.2384388

    Web of Science

    Scopus

  • 地球の内核はどのように研究されてきたか~科学計量学的手法を援用して Reviewed

    吉田 茂生

    Nagoya Journal of Philosophy   10   126 - 145   2013.11

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    The history of the study on the Earth's inner core with the aid of a scientometric method

  • ダイナモにおけるα効果(平均誘導起電力)の非局所性と時間遅れの効果

    堀 久美子, 吉田 茂生

    月刊地球   32 ( 5 )   2010.5

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    Nonlocal memory effect of the alpha-effect (mean electromotive force) of the dynamo

Books

  • 新装版地球惑星科学2「地球システム科学」第3章「地球システムにおける対流とエネルギーの流れ」

    吉田茂生(同じ巻の他の章の担当者は、鳥海光弘、田近英一、住明正、和田英太郎、大河内直彦、松井孝典)(Role:Sole author)

    岩波書店  2010.6 

     More details

    Responsible for pages:55-97ページ   Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    Earth and Planetary Sciences 2 "Earth System Science" Chapter 3 "Convection and Energy Flow in the Earth System"

    Repository Public URL: http://hdl.handle.net/2324/1001434009

  • 『新しい地球惑星科学』の基礎編第12章「火山とともに生きる」

    @西山忠男, 吉田茂生(Role:Joint author)

    培風館  2019.3 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    火山学の解説。吉田執筆部分は火山噴火の物理の解説。

  • 『新しい地球惑星科学』の応用編第2章「地球と惑星の形状と重力」

    吉田茂生(Role:Sole author)

    培風館  2019.3 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    ジオイドと惑星内部構造の関係、緯度・経度・標高の座標系の解説。

  • 『新しい地球惑星科学』の付録A「静水圧平衡とアイソスタシー」

    吉田茂生(Role:Sole author)

    培風館  2019.3 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    静水圧平衡とアイソスタシーの解説。

  • 『新しい地球惑星科学』の基礎編第9章「地球はどのような物質でできているのか」

    @西山忠男, 吉田茂生(Role:Joint author)

    培風館  2019.3 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    地球構成物質の解説。

  • 『図説 地球科学の事典』の2.12「核の進化と地球磁場変動」

    吉田茂生(Role:Joint author)

    朝倉書店  2018.4 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    コアの歴史と地球磁場変動の関連の解説

  • 『科学と文化をつなぐ~アナロジーという思考様式』第3章「類推としてのアナロジー―地球の内核の異方性のモデリングを行った一研究を事例として」

    吉田 茂生, 中尾 央(Role:Joint author)

    東京大学出版会  2016.3 

     More details

    Responsible for pages:pp.63-77 本全体の編者は春日直樹(一橋大学)。本全体としては17名の著者による。   Language:Japanese   Book type:Scholarly book

    Connecting Science and Culture: Analogical Thinking (Naoki Kasuga, ed.) Chapter 3 "Analogy as inference through similar phenomena -- an example in a scientific research on the modelling of the Earth's inner core anisotropy" (Shigeo Yoshida and Hisashi Nakao)

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Presentations

  • マントル対流計算を⽬指した弱圧縮性SPH法の開発

    #菖蒲迫 健介、@吉田 茂生、川田 佳史、@中島 涼輔

    日本惑星科学会 2023年秋季講演会  2023.10 

     More details

    Event date: 2023.10

    Language:Japanese  

    Venue:広島県広島市⽂化交流会館・JMSアステールプラザ   Country:Japan  

    マントル対流計算を⽬指した弱圧縮性SPH法の開発
    Development of a weakly compressible SPH method aiming at simulating mantle convection

  • 惑星コア形成を目指したDISPH法の改良

    #菖蒲迫 健介、@吉田 茂生、川田 佳史、@中島 涼輔

    Japan Geoscience Union Meeting 2022, セッション P-PS07 惑星科学  2022.6 

     More details

    Event date: 2022.5 - 2022.6

    Language:Japanese  

    Venue:千葉県千葉市幕張メッセ・オンラインハイブリッド   Country:Japan  

    導入: 惑星形成過程において集積過程と分化過程の両者を同時に解くような流体シミュレーション手法は確立されていない.特に分化プロセス(もしくは惑星コア形成過程)を数値流体計算によってグローバルに解いた例は少ない.
     集積プロセスのシミュレーションには,一般にSPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics method)という手法が広く用いられる[e.g., Benz et al., 1986; Nakajima et al., 2021].そこで,集積問題で一定のコンセンサスを得ている手法を惑星コア形成問題に応用できないだろうか,と考えた.しかし,従来のSPH法(the Standard SPH method, SSPH法)では物質境界を上手く扱えないという大きな問題があった[Agertz et al., 2007].この問題に対して,Saitoh and Makino (2013)やHosono et al. (2013)で初めて提案された,密度に依存しないSPH法(the Density-Independent SPH method, DISPH法)は非常に有効な手法である.一方で,この新しい手法を用いた流体数値計算例は少なく[Hosono et al., 2016; Takeyama et al., 2017; Hosono et al., 2019],境界設定や熱力学量の定式化は,コアマントル分離を扱う目的では使いやすい形に書かれていない.
     本研究では惑星進化(特に惑星コア形成過程)を扱うためにDISPH法の改良を試みる.本研究の目的は,先行研究[e.g., Saitoh and Makino, 2013; Hosono et al., 2013]で明らかにされていない問題点に触れ,その改良方法を提案するものである.

    方法: SPH法の基本的な概念は「場の物理量を,近傍粒子を用いなめらかな関数を使って平滑化する」というものである.しかし,従来のSPH法(SSPH法)では密度を平滑化することが理由で,物質境界付近で非物理的な現象が生じる.この解決法としてSaitoh and Makino (2013)が開発した,DISPH法は非常に有効である.一方で,オリジナルのDISPH法をコアマントル分離の問題に応用するには工夫が必要である.例えば, (1)熱力学量の時間発展式を使いやすい形に変形すること (2)境界条件の取り扱い方を工夫すること などである.特に後者は重要である.その理由は,SSPH法では境界の取り扱い方が計算精度に大きく影響を与えることが知られていて[e.g. Bonet and Kulasegaram, 2002; Shao et al., 2012],DISPH法でも同様であると期待されるからである.そこで,これらの改良を試みた.具体的には,(1)惑星内部を記述するのに適切なDISPH法の基礎方程式を構築し, (2)SSPH法で用いられる境界処理法の一つをDISPH法に応用した[Marrone et al., 2011; Asai et al., 2013].さらに,DISPH法における自由表面の新しい取り扱い方を提案する.
     これらの改良点を加えたDISPH法を用いて,二次元レイリーテーラー不安定の問題を解いた.つまり,上側に重い液体金属を,下側に軽い液体シリケイト(マグマオーシャン)を配置し,物質境界に適切な摂動を加え,その様子を観察した.

    結果と今後の研究: 水平方向に1波長分の不安定なモードが成長するような摂動を加えた場合の結果は添付の図のようになった.図のカラーバーは密度を表している.重い液体金属が液体シリケイトと混和することなく沈降する様子が分かる.
     惑星コア形成問題をグローバルに解くための流体計算の第一歩として,DISPH法の改良を行った.この手法を用いたシミュレーション例として,物性の似ている液体間の二次元レイリーテーラー不安定の問題を解いた.今後は,固体シリケイトを含めた三相二次元問題を考え,その後三相三次元問題に拡張してゆきたい.さらには元素分配も同時に扱えるような粒子法の開発も進めていきたいと考えている.

  • 東西磁場が印加された回転球面上の 2 次元理想磁気流体波動とアルフべン連続モード

    @中島涼輔, @吉田 茂生

    Japan Geoscience Union Meeting 2021, セッション M-IS24 地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ  2021.6 

     More details

    Event date: 2021.6

    Language:Japanese  

    Venue:オンライン   Country:Japan  

    大きさが余緯度θに依存する東西磁場が印加された回転球面上の 2 次元理想磁気流体 (MHD) の線形波動を調べた. 背景磁場が B0Φ = B0 sinθで表される場合 (ここで, B0 は定数, Φ は方位角) は, 西に伝播する速い磁気ロスビー波と東に伝播する遅い磁気ロスビー波の 2 種類が存在することが分かっている. この背景磁場分布以外の場合では, 固有モードの東西位相速度が局所的なアルフべン波速度 (を sinθで割ったもの) と一致するようなところに確定特異点をもつ線形波動の微分方程式を解かなければならない. 臨界緯度の位置は考える固有モードの東西位相速度に依存するため, このことは, 球面上という閉じた領域であるにもかかわらず, アルフべン波の共鳴によって連続モードが生じるということを意味している. 類似の状況には, 非粘性平行シアー流の線形問題があり, これは位相速度と局所的な平均流速が一致するところで臨界層を生じうる (例えば, Case, 1960).

    我々は背景磁場が B0Φ = B0 sinθcosθ の場合について数値的に固有値問題を解き, 連続モードが確かに存在することを確かめた. 連続モードの固有周波数は分散関係のグラフ上を面的に広がってしまうため, 離散モードのブランチが連続スペクトルに埋もれて見つかりにくくなっている可能性がある. それゆえ, 我々は各固有モードのエネルギー分配を計算することによって, 連続モードに埋もれた離散モードを拾い出すことを試みた. 注目すべきことは, 今回考えた背景磁場分布の場合には, 遅い磁気ロスビー波の離散的なブランチが見つからなかったことである. このことから理想磁気流体の場合には, 背景磁場分布の選択が, 遅い磁気ロスビー波の出現に影響を及ぼしてしまうことがわかった.

    数値計算により, 連続固有モードの構造が求められ, それらが臨界緯度付近でフロベニウスの方法による 2 つの線形独立な解の重ね合わせになっていて, そこでの理論的な接続条件と整合的であることが示された. 印加した磁場の強度が小さいとき, 連続モードの固有関数は, 例外はあるものの, 西進の場合は極側で, 東進の場合は赤道側でエバネッセントになる傾向がある. この特徴は, ゆっくりと空間変化する磁場を伴う回転流体中の高波数の磁気流体波が, 臨界層へ近づいていくが, そこを超えられないという WKBJ 近似の帰結 (Acheson, 1972; Eltayeb & McKenzie, 1977) と整合的である. Acheson (1972) は, ある状況下で磁気流体波は臨界層を横切ることができるという「バルブ」効果を提案したが, 我々が考える問題では, 自転角速度の水平成分が 0 であるので, その効果が起こる条件の範囲外である.

  • 遅い磁気 Rossby 波とAlfvén 波の連続固有値を伴う回転球面上の 2 次元理想 MHD 波動

    @中島涼輔, @吉田 茂生

    Japan Geoscience Union Meeting 2022, セッション M-IS21 地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ  2022.6 

     More details

    Event date: 2021.5 - 2022.6

    Language:Japanese  

    Venue:千葉県千葉市幕張メッセ・オンラインハイブリッド   Country:Japan  

    Two-dimensional ideal magnetohydrodynamic (MHD) linear waves on a rotating sphere are focused on as a model of a stably stratified layer at the top of the Earth's core. This thin stable layer can accommodate MHD waves which may induce various geomagnetic and geodetic variations (e.g. Gillet et al., 2021[1]; Triana et al., 2021[2]). Under the Malkus background field B0Φ = B0 sinθ, where B0 is a constant, Φ is the longitude and θ denotes the colatitude, linear waves in a thin layer are categorized into two types of branches, which correspond to westward-propagating fast magnetic Rossby waves and eastward-propagating slow counterparts, and on which both modes gradually become Alfvén waves as this field strengthens (Zaqarashvili et al., 2007[3]; Márquez-Artavia et al., 2017[4]). Slow magnetic Rossby waves are especially put weight on as a cause of decadal and subdecadal geomagnetic fluctuations (e.g. Chulliat et al., 2015[5]; Chi-Durán et al., 2021[6]). On the other hand, non-Malkus fields such as plausible toroidal fields within the Earth's core make our linear problem complicated due to the advent of regular singular points in its equation. At these singular latitudes for a given wave, the zonal phase velocity of the wave is equal to the local Alfvén speed at the latitude. In the present presentation, we demonstrate that a non-Malkus field B0Φ = B0 sinθcosθ yields a continuous spectrum and an infinite number of singular eigenmodes instead of slow magnetic Rossby discrete modes, which are worthy of attention in studying Earth's magnetism, and Alfvén ones.

    Slowly varying wavetrains in inhomogeneous fields are also investigated to compare with our numerical calculation seeking eigenmodes. This implies that a wave packet of the continuous modes propagates toward the critical latitude corresponding to the wave with its pseudomomentum conserved and is ultimately absorbed there. In addition, we found that the behavior that westward- (eastward-) propagating packets approach the latitudes from the equatorial (polar) side is consistent with the tendency which the profiles of their eigenfunctions have. Further thorough discussions of the continuous spectra possibly improve the theory of wave-mean field interaction and one's understanding of the dynamics in the layer.

    The geophysically traditional approximation in which one ignores the inertia term is useful to discuss slow MHD waves including slow magnetic Rossby waves (e.g. Buffett and Matsui, 2019[7]). This approximation can also conveniently rule out the continuous modes, which lead to difficulties with our problem. However, this can have a severe influence on the existence of the critical latitudes, hence eigenmodes significantly different from the original. We therefore urge that one should not carelessly drop the inertial effect in the system in which main fields possess spatial dependence.

    [ Reference ]
    [1] Gillet, N., Gerick, F., Angappan, R., Jault, D. (2021) Surv. Geophys., doi: 10.1007/s10712-021-09664-2
    [2] Triana, S.A., Dumberry, M., Cébron, D., Vidal, J., Trinh, A., Gerick, F., Rekier, J. (2021) Surv. Geophys., doi: 10.1007/s10712-021-09668-y
    [3] Zaqarashvili, T.V., Oliver, R., Ballester, J.L., Shergelashvili, B.M. (2007) Astron. Astrophys., 470, 815–820, doi: 10.1051/0004-6361:20077382
    [4] Márquez-Artavia, X., Jones, C.A., Tobias, S.M. (2017) Geophys. Astrophys. Fluid Dyn., 111, 282–322, doi: 10.1080/03091929.2017.1301937
    [5] Chulliat, A., Alken, P., Maus, S. (2015) Geophys. Res. Lett., 42, 3321-3329, doi: 10.1002/2015GL064067
    [6] Chi-Durán, R., Avery, M.S., Buffett, B.A. (2021) Geophys. Res. Lett., 48, e2021GL094692, doi: 10.1029/2021GL094692
    [7] Buffett, B., Matsui, H. (2019) Geophys. J. Int., 218, 1210–1225, doi: 10.1093/gji/ggz233

  • 東西磁場が印加された回転球面上の磁気流体浅水波の極域にトラップされたモード

    #中島涼輔, 吉田 茂生

    JpGU-AGU Joint Meeting 2020  2020.7 

     More details

    Event date: 2020.7

    Language:Japanese  

    Venue:オンライン   Country:Japan  

    Magnetohydrodynamic (MHD) shallow water linear waves are examined on a rotating sphere with a background toroidal magnetic field expressed as B0Φ=B0sinθ, where B0 is constant, θ is the colatitude and Φ is the azimuth. The MHD shallow water equations are often used in studying the dynamics of the solar tachocline (e.g. Gilman & Dikpati, 2002[1]; Márquez-Artavia et al., 2017[2]) and sometimes the outermost Earth's core (Márquez-Artavia et al., 2017[2]; Nakashima, Ph.D. thesis, 2020[3]) and exoplanetary atmosphere (e.g. Heng & Workman, 2014[4]). In this poster, we especially focus on the propagation mechanisms and the force balances of polar trapped waves and unstable modes (Márquez-Artavia et al., 2017[2]; Nakashima, Ph.D. thesis, 2020[3]).

    Comprehensive searches for eigenmodes yield two polar trapped modes when the main magnetic field is weak (the Lehnert number α=VA/2ΩR2<0.5, where VA is the Alfvén wave velocity, Ω is the rotation rate and R is the sphere radius). One is the slow magnetic Rossby waves, which propagate eastward for zonal wave number m≧2 (Márquez-Artavia et al., 2017[2]). As the Lamb's parameter ε=4Ω2R2/gh→0 (where g is the gravity acceleration and h is the equivalent depth), these branches asymptotically approach the eigenvalues of two-dimensional slow magnetic Rossby waves. Another is newly discovered westward polar trapped modes (Nakashima, Ph.D. thesis, 2020[3]).

    In the case when α>0.5 (the background field is strong), these novel westward modes merge with the westward-propagating fast magnetic Rossby waves. In addition, only when m=1, polar trapped unstable modes appear due to the interaction between these fast magnetic Rossby waves and westward-propagating slow magnetic Rossby waves. These growth modes are believed to be the polar kink (Tayler) instability (Márquez-Artavia et al., 2017[2]).

    In order to easily understand the propagation mechanisms and the force balances of polar trapped modes, we investigate a cylindrical model around a pole with an artificial boundary condition. This model provides the approximate dispersion relations and eigenfunctions of polar trapped modes, and indicates that stable polar trapped modes are governed by magnetostrophic balance and that the metric magnetic tension force causes the difference between the slow magnetic Rossby waves and the novel westward modes. For m=1 and α>0.5, the balance between Coriolis and Lorentz forces is disrupted and the part of magnetic tension with which Coriolis force can not compete induces kink instability.

    [ Reference ]
    [1] Gilman, P. A., Dikpati, M. (2002) Astrophys. J., 576, 1031. doi: 10.1086/341799
    [2] Márquez-Artavia, X., Jones, C. A., Tobias, S. M. (2017) Geophys. Astrophys. Fluid Dyn., 111, 282. doi: 10.1080/03091929.2017.1301937
    [3] Nakashima, R. (2020) Ph.D. thesis, Kyushu University. http://dyna.geo.kyushu-u.ac.jp/HomePage/nakashima/pdf/doctoral_thesis.pdf
    [4] Heng, K., Workman, J. (2014) Astrophys. J. Sup., 213, 27. doi: 10.1088/0067-0049/213/2/27

  • Shallow water MHD waves trapped near the poles in a stably stratified outermost Earth's core

    #中島涼輔, 吉田 茂生

    JpGU-AGU Joint Meeting 2020  2020.7 

     More details

    Event date: 2020.7

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン   Country:Japan  

    Magnetohydrodynamic (MHD) shallow water linear waves are investigated over a rotating sphere with an imposed equatorially antisymmetric toroidal magnetic field: B0Φ=B0sinθcosθ, where B0 is a constant, θ is the colatitude and Φ is the azimuth. This system can imitatively represent the dynamics of a liquid metal within a stably stratified layer at the top of the Earth's core, which was detected through seismological surveys (e.g. Helffrich & Kaneshima, 2010[1]) and also has been deduced from geophysical and geochemical knowledge (e.g. Buffett & Seagle, 2010[2]; Pozzo et al., 2012[3]; Gubbins & Davies, 2013[4]; Brodholt & Badro, 2017[5]). Because slowly propagating waves in the liquid core can result in geomagnetic secular variations, comparison between exhaustive studies of MHD waves in a rotating stratified fluid and observations of geomagnetic fluctuations should provide constraints on the obscure stratified layer in the outermost core (e.g. Braginsky, 1993[6]; Buffett, 2014[7]).

    The adopted configuration of the background field complicates solving the eigenvalue problem of linear waves due to the emergence of an Alfvén continuum and critical latitudes unless dissipation effects are taken into account. These result from non-dissipative Alfvén resonance, which occurs only when B0Φ/sinθ depends on θ, that is, regular singular points appear in the differential equation of linear problems. The solutions of the continuum are required to express the transient evolution of an arbitrary initial disturbance (e.g. Case, 1960[8]; Goedbloed & Poedts, 2004[9]). We can confirm numerically and analytically that introducing magnetic diffusion eliminates these Alfvén continuous modes and their singular structures around critical latitudes (Nakashima, Ph.D. thesis, 2020[10]).

    For the Earth's core-like parameter (B0≃0.5—5mT and magnetic diffusivity η≃1m2/s), westward polar trapped modes are obtained as eigenmodes, which have a period of around from several to 1000 years. We may be able to observe these modes as geomagnetic secular variations in high latitude regions, if the strength of stratification in the stratified layer is close to the estimate of Buffett (2014)[7]. The analyses of recent geomagnetic models and paleomagnetic data in terms of such waves could confirm the robustness of previous estimates of the properties of the layer.

    [ Reference ]
    [1] Helffrich, G., Kaneshima, S. (2010) Nature, 468, 807. doi: 10.1038/nature09636
    [2] Buffett, B. A., Seagle, C. T. (2010) J. Geophys. Res., 115, B04407. doi: 10.1029/2009JB006751
    [3] Pozzo, M., Davies, C., Gubbins, D., Alfè, D. (2012) Nature, 485, 355. doi: 10.1038/nature11031
    [4] Gubbins, D., Davies, C. J. (2013) Phys. Earth Planet. Inter., 215, 21. doi: 10.1016/j.pepi.2012.11.001
    [5] Brodholt, J., Badro, J. (2017) Geophys. Res. Lett., 44, 8303. doi: 10.1002/2017GL074261
    [6] Braginsky, S. I. (1993) J. Geomag. Geoelectr., 45, 1517. doi: 10.5636/jgg.45.1517
    [7] Buffett, B. (2014) Nature, 507, 484. doi: 10.1038/nature13122
    [8] Case, K. M. (1960) Phys. Fluids, 3, 143. doi: 10.1063/1.1706010
    [9] Goedbloed, J. P., Poedts, S. (2004) Principles of magnetohydrodynamics: with applications to laboratory and astrophysical plasmas, Cambridge Univ. Press, Cambridge.
    [10] Nakashima, R. (2020) Ph.D. thesis, Kyushu University. http://dyna.geo.kyushu-u.ac.jp/HomePage/nakashima/pdf/doctoral_thesis.pdf

  • 東西磁場が印加された回転球面上の磁気流体浅水波の極トラップモード

    #中島涼輔, 吉田 茂生

    第146回 地球電磁気・地球惑星圏学会  2019.10 

     More details

    Event date: 2019.10

    Language:Japanese  

    Venue:熊本市国際交流会館(熊本市)   Country:Japan  

    Shallow water MHD waves trapped in the polar regions on a rotating sphere with an imposed azimuthal magnetic field

  • Two-dimensional or shallow water MHD waves on a rotating sphere with an imposed azimuthal magnetic field

    #中島涼輔, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2019年大会  2019.5 

     More details

    Event date: 2019.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    Magnetohydrodynamic (MHD) waves in a thin layer on a rotating sphere with an imposed toroidal magnetic field are investigated. The system is often considered as a model of the stably stratified outermost Earth's outer core or the tachocline of the Sun. The stratification of the outermost core is suggested on the basis of seismological evidence (e.g. Helffrich and Kaneshima, 2010; Kaneshima, 2018) and interpretations of the geomagnetic variations with MHD waves (e.g. Braginsky, 1993; Buffett, 2014; Chulliat et al., 2015). In order to provide constraints on the obscure stratified layer by comparing with wavy variations in the geomagnetic field, we studied the linear waves of the two-dimensional MHD and the MHD shallow water system over a rotating sphere.
    We adopt an azimuthal equatorially antisymmetric field (BΦ(θ) = B0 sinθcosθ, where θ is colatitude, Φ is azimuth) as a background magnetic field. On the other hand, an equatorially symmetric field (BΦ(θ) = B0sinθ) was assumed in Márquez-Artavia et al.(2017), whose results we replicated and reported in JpGU 2018.
    Compared with previous results, the dispersion diagrams obtained with the toroidal equatorially antisymmetric field show that some fast magnetic Rossby branches remain, while slow magnetic Rossby waves disappear. Besides, a continuous spectrum is found in the range where an azimuthal phase velocity is coincident with a local Alfvén velocity divided by sinθ. Similar continuous spectra are also seen in
    various physical situations, including inviscid shear flow (e.g. Case, 1960; Balmforth and Morrison, 1995; Iga, 2013) and plasma oscillations (e.g. Van Kampen, 1955; Case, 1959; Barston, 1964; Sedláček, 1971). The continuous spectra are accompanied by a singular eigenfunction, which is physically meaningful only when they are integrated over the continuous spectra. Its integrated solutions generally decay with time, which is referred to as phase mixing. Unlike exponentially damped discrete modes, this decaying is proportional to negative powers of time.
    In the case of the shallow water system with the antisymmetric field, discrete eigenvalues buried in the continuous spectrum is found, which include unstable modes. For the Earth-like parameters, polar trapped modes with decadal period and equatorial trapped Rossby waves with a few years period are found when the stratification is weak.

  • The effect of an azimuthal background magnetic field on waves in a stably stratified layer at the top of the Earth's outer core

    #中島涼輔, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2018年大会  2018.5 

     More details

    Event date: 2018.5

    Language:English  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    We investigated waves in a stably stratified thin layer in a rotating sphere with an imposed magnetic field. This represents the stably stratified outermost Earth's core or the tachocline of the Sun. Recently, many geophysicists focus on the stratification of the outermost outer core evidenced through seismological studies (e.g. Helffrich and Kaneshima, 2010) and an interpretation of the 60-year geomagnetic secular
    variations with Magnetic-Archimedes-Coriolis (MAC) waves (Buffett, 2014).
    Márquez-Artavia et al.(2017) studied the effect of a toroidal magnetic field on shallow water waves over a rotating sphere as the model of this stratified layer. On the other hand, MAC waves are strongly affected by a radial field (e.g. Knezek and Buffett, 2018). We added a non-zero radial magnetic perturbation and magnetic diffusion to Márquez-Artavia et al.(2017)'s equations. Unlike their paper's formulation, we applied velocity potential and stream function for both fluid motion and magnetic perturbation, which is similar to the first method of Longuet-Higgins(1968). In the non-diffusive case, the dispersion relation obtained with the azimuthal equatorially symmetric field (Bφ(θ) ∝sinθ, where θis colatitude) is almost the same as Márquez-Artavia et al.(2017)'s result, which includes magneto-inertia gravity (MIG) waves, fast magnetic Rossby waves, slow MC Rossby waves and an unexpected instability. In particular, we replicate the transition of the propagation direcition of zonal wavenumber m=1 slow MC Rossby waves from eastward to westward with increasing Lamb parameter (ε=4Ω^2 a^2/gh, where Ω, a, g and h is the rotation rate, the sphere radius, the acceleration of gravity and an equivalent depth, respectively) and Lehnert number (α=v_A/2Ωa, where v_A is Alfvén wave speed). As a consequence, fast magnetic Rossby waves and slow MC Rossby waves interact, and the non-diffusive instability occur.
    Next, we are examining the case with an equatorially antisymmetric background field, which is more realistic in the Earth's core. In this case, if the magnetic diffusion is ignored, the continuous spectrums appear owing to Alfvén waves resonance (similar to the continuous spectrums in inviscid shear flow, e.g. Balmforth and Morrison, 1995). To solve this difficulty, our numerical model includes the magnetic diffusion term.

  • 外核最上部の安定成層の可能性について~コアの組成進化を考える Invited

    吉田茂生

    第49回 SGEPSS 地磁気・古地磁気・岩石磁気分科会 夏の学校  2017.9 

     More details

    Event date: 2017.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:福岡市、ホテルポートヒルズ福岡   Country:Japan  

    A possible stably stratified layer at the top of the outer core --the compositional evolution of the outer core

  • 地球外核最上部の安定成層におけるトロイダル背景磁場の影響を受けた赤道波

    中島涼輔, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2017年大会  2017.5 

     More details

    Event date: 2017.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    Equatorial waves modified by the presence of a toroidal magnetic field within the stably stratified layer at the top of the Earth’s outer core

  • ガウス係数の数十年変動の経験的モード分解を用いた解析

    中島涼輔, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2016年大会  2016.5 

     More details

    Event date: 2016.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    Empirical mode decomposition of the decadal variation of the Gauss coefficients

  • 外核最上部の密度成層した層に存在する軸対称MAC波の境界モード

    中島涼輔, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2015年大会  2015.5 

     More details

    Event date: 2015.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    The boundary mode of axially symmetric MAC waves can exist in the stratified layer at the top of the Earth’s outer core

  • 金属上で融解する氷塊の自発的回転

    田中雅士, 波々伯部広隆, 吉田 茂生, 中島 健介

    日本地球惑星科学連合2015年大会  2015.5 

     More details

    Event date: 2015.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

    Spontaneous rotation of a block ice melting on metal surface

  • 融解する氷塊の自発的回転

    田中雅士, 波々伯部広隆, 吉田 茂生, 中島 健介

    東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「地球流体における流れの多様性と普遍性の力学」  2014.11 

     More details

    Event date: 2014.11

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:東京大学大気海洋研究所講堂(柏市)   Country:Japan  

    Spontaneous rotation of a melting ice block

  • 融解する氷塊の自発的回転

    田中雅士, 波々伯部広隆, 吉田 茂生, 中島 健介

    日本気象学会2014年度秋季大会  2014.10 

     More details

    Event date: 2014.10

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:福岡国際会議場(福岡市)   Country:Japan  

    Spontaneous rotation of a melting ice block

  • 暖かい金属円柱上での氷の自発的回転

    田中雅士, 波々伯部広隆, 吉田 茂生, 中島 健介

    日本流体力学会年会 2014  2014.9 

     More details

    Event date: 2014.9

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:東北大学川内北キャンパス講義棟(仙台市)   Country:Japan  

    Spontaneous rotation of a block of ice on a flat surface of a warm metal column

  • Linear stability analysis of two-layer thermal convection and the generation of surface flow of gas giants International conference

    Hirotaka Hohokabe, Shigeo Yoshida

    The 3rd International Congress on Natural Sciences (ICNS 2013)  2013.10 

     More details

    Event date: 2013.10

    Language:English  

    Venue:新潟大学(新潟市)   Country:Japan  

    Linear stability analysis of two-layer thermal convection and the generation of surface flow of gas giants

  • Introduction to the geodynamo theory and the alpha effect International conference

    Shigeo Yoshida

    The 3rd International Congress on Natural Sciences (ICNS 2013)  2013.10 

     More details

    Event date: 2013.10

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:新潟大学(新潟市)   Country:Japan  

    Introduction to the geodynamo theory and the alpha effect

  • 現代科学とその営みのモデル:dual Feedback Loop Operator (dFLO)

    熊澤 峰夫, 中尾 央, 上野 ふき, 平 理一郎, 吉田 茂生, 野内 玲, 戸田山 和久

    日本地球惑星科学連合2013年大会  2013.5 

     More details

    Event date: 2013.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    A model of modern science and its working: Dual Feedback-Loop Operator

  • 科学計量学的手法を援用した内核研究史

    吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2013年大会  2013.5 

     More details

    Event date: 2013.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    The history of the study on the Earth’s inner core with the aid of a scientometric method

  • 地球惑星科学史をどう書くか―ウィッグ史観の功罪―

    青木 滋之, 山田 俊弘, 矢島 道子, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2013年大会  2013.5 

     More details

    Event date: 2013.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    How to write the history of geoscience -right and wrong of Whig interpretation of history-

  • 現代人的行動の進化と科学の進化

    中尾 央, 太田 陽, 熊澤 峰夫, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2013年大会  2013.5 

     More details

    Event date: 2013.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    The evolution of behavioral modernity and the evolution of science

  • 暖かい金属円柱上での氷の自発的回転

    田中雅士, 波々伯部広隆, 吉田 茂生, 中島 健介

    日本地球惑星科学連合2014年大会  2014.4 

     More details

    Event date: 2013.4 - 2013.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:パシフィコ横浜(横浜市)   Country:Japan  

    Spontaneous rotation of a block of ice on a flat surface of a warm metal column

  • 科学の科学の構築に向けて Invited

    吉田 茂生

    2012年度第2回「思考様式および実践としての現代科学とローカルな諸社会との節合の在り方」共同利用・共同研究課題研究会  2012.10 

     More details

    Event date: 2012.10

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:東京外国語大学(東京都府中市)   Country:Japan  

  • 地球の内核は、どのように研究されてきたか

    吉田 茂生

    地球惑星科学のルーツと現代史  2012.8 

     More details

    Event date: 2012.8

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:福島県・くつろぎ宿千代滝   Country:Japan  

  • 地球科学におけるモデルとシミュレーション

    鈴木秀憲,吉田茂生,長縄直崇,戸田山和久

    日本地球惑星科学連合2011年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)   Country:Japan  

    Models and Simulations in Geosciences

  • 歴史の科学のあり方を考える―地球惑星の進化研究の哲学的分析から

    戸田山和久,熊澤峰夫,渡邊誠一郎,吉田茂生

    日本地球惑星科学連合2011年大会  2011.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)   Country:Japan  

    Historical reconstruction in science

  • 科学哲学から科学の科学へ ―地球科学をケーススタディにして

    青木 滋之, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2012年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    From philosophy of science to science of science - A casestudy on earth science

  • 地球惑星科学におけるモデル

    吉田 茂生, 中尾 央, 熊澤 峰夫, 戸田山 和久

    日本地球惑星科学連合2012年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    Model, where earth science and the philosophy of science meets

  • 科学の科学をいかにして始めるか

    戸田山 和久, 熊澤 峰夫, 吉田 茂生, 渡邊 誠一郎

    日本地球惑星科学連合2012年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    How to launch the Science of Science

  • 地球の進化研究の理解から科学哲学における自然な世界観を導くこと

    熊澤 峰夫, 戸田山 和久, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2012年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    A natural view of the World in philosophy of science provided by interpretation of the Earth’s evolution history

  • 科学の起源を探る:認知科学的アプローチ

    中尾 央, 熊澤 峰夫, 吉田 茂生

    日本地球惑星科学連合2012年大会  2012.5 

     More details

    Event date: 2012.5

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ国際会議場(千葉市)   Country:Japan  

    Where and how did science come from? A cognitive approach.

  • 科学論の方法論的探索と将来科学

    熊澤峰夫,吉田茂生

    日本科学哲学会第44回(2011年)大会  2011.11 

     More details

    Event date: 2011.11

    Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Venue:日本大学文理学部(東京都世田谷区)   Country:Japan  

    Methodology of science studies and the science of future

  • 地球惑星科学が科学哲学に参入する理由―「全地球史解読」からの発展

    吉田茂生,熊澤峰夫

    日本科学哲学会第44回(2011年)大会  2011.11 

     More details

    Event date: 2011.11

    Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Venue:日本大学文理学部(東京都世田谷区)   Country:Japan  

    The reason we began to study the philosophy of science -- as an extension of the project "Decoding the Earth's Evolution"

  • ダイナモ理論のアルファ効果

    吉田茂生

    2011.9 

     More details

    Event date: 2011.9

    Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:阿蘇白雲山荘(熊本県阿蘇市)   Country:Japan  

    The alpha effect in the dynamo theory

  • 都城秋穂の科学哲学を評価する

    戸田山和久、吉田茂生

    日本地球惑星科学連合2010年大会  2010.5 

     More details

    Event date: 2010.5

    Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:幕張メッセ 国際会議場   Country:Japan  

    Evaluating Akiho Miyashiro's philosophy of science

  • 科学におけるモデルという語の使い方

    吉田茂生、戸田山和久

    応用哲学会第2回年次研究大会  2010.4 

     More details

    Event date: 2010.4

    Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Venue:北海道大学 人文・社会科学総合教育研究棟   Country:Japan  

    Usage of the term "model" in science

  • Scene feature matching analysis of JERS-1 SAR images

    Takako Sakurai-Amano, Yuko Sato, Shigeki Kobayashi, Mikio Takagi, Shuhei Okubo, Shigeo Yoshida

    Proceedings of the 1998 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS. Part 1 (of 5)  1998.7 

     More details

    Event date: 1998.7

    Language:English  

    Venue:Seattle, WA, USA   Country:Other  

    A method to examine the shifts in individual surface features in multi-temporal SAR images has been proposed. First, line-like and boundary-like features were extracted from SAR imagery using the pixel swapping method. The extracted feature images were then tied to observe an overall shift in individual features. We applied this method to two JERS-1 SAR images of the same path-row observed on different dates. We observed that the shift in flat areas was simple, but that in mountainous regions, there was a clear difference in the direction of the shift in ridges and valleys caused by the slightly different orbital characteristics of the satellite between the two images. In addition, care in choosing appropriate tie points was found to be important. The method used in this investigation is expected to be useful in planning an appropriate strategy for the coregistration of images, such as in SAR images used for change detection in environmental monitoring, and InSAR.

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MISC

  • 特別企画 岩波講座「地球惑星科学」新装版復刊記念誌上座談会

    谷篤史、阿部豊、阿部彩子、茅根創、吉田茂生、大河内直彦

    JGL(日本地球惑星科学連合ニュースレター)   2010.11

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Book review, literature introduction, etc.  

    On-paper conversation on republished Iwanami Lecture Series "Earth and Planetary Sciences"

Professional Memberships

  • American Geophysical Union

  • Japan Geoscience Union

  • The Geodetic Society of Japan (until March 2013)

  • Society of Geomagnetism and Earth, Planetary and Space Sciences

  • Japanese Association for the Contemporary and Applied Philosophy (until March 2016)

Committee Memberships

  • 日本地球惑星科学連合   固体地球科学セクション サイエンスボードメンバー   Domestic

    2014.12 - 2024.5   

Academic Activities

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2024年大会 セッションM-IS21「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2023.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2023年大会 セッションM-IS12「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2023.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2022年大会 セッションM-IS21「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2022.5 - 2022.6

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2021年大会 セッションM-IS24「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2021.5 - 2021.6

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    JpGU-AGU Joint Meeting 2020 セッションM-ZZ56「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2020.7

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    JpGU-AGU Joint Meeting 2020 セッションM-IS27「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2020.7

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:30

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合2019年大会 セッション M-ZZ51「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2019.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2019年大会 セッションM-IS18「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2019.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合2018年大会 セッション M-ZZ40「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2018.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2018年大会 セッションM-IS15「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2018.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)、コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2017年大会 セッションM-IS15「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2017.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)、コンビーナー

    日本地球惑星科学連合2017年大会 セッション M-ZZ42「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2017.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Screening of academic papers

    Role(s): Peer review

    2017

     More details

    Type:Peer review 

    Number of peer-reviewed articles in foreign language journals:1

  • 科研費「新学術領域研究(研究領域提案型)『地殻ダイナミクス』」の専門委員会(2608)委員(公募研究の審査員)

    Role(s): Review, evaluation

    文部科学省  2016.10 - 2017.3

     More details

    Type:Scientific advice/Review 

  • 座長(Chairmanship)、コンビーナー

    日本地球惑星科学連合 2016 年大会 セッションM-IS10「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2016.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • コンビーナー

    日本地球惑星科学連合2016年大会 セッション M-ZZ32「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2016.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 新しい地球惑星の科学(教科書)

    2016.1 - 2019.3

     More details

    Type:Academic society, research group, etc. 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2015 年大会 セッションM-IS22「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2015.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2015 年大会 セッションM-ZZ45「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2015.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 科研費「新学術領域研究(研究領域提案型)『地殻ダイナミクス』」の専門委員会(2608)委員(公募研究の審査員)

    Role(s): Review, evaluation

    文部科学省  2014.10 - 2015.3

     More details

    Type:Scientific advice/Review 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2014 年大会 セッションM-ZZ45「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2014.4

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2014 年大会 セッションM-IS24「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2014.4

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 司会(Moderator)

    Science as Method and Methodology for Problems on the Earth and Life  ( Japan ) 2013.9

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2013 年大会 セッションM-IS21「地球流体力学:地球惑星現象への分野横断的アプローチ」  ( Japan ) 2013.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship)

    日本地球惑星科学連合 2013 年大会 セッションM-ZZ41「地球科学の科学史・科学哲学・科学技術社会論」  ( Japan ) 2013.5

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

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Research Projects

  • 地球外核最上部におけるアルフベン波連続スペクトル

    2024.5 - 2025.3

    Joint research

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Other funds from industry-academia collaboration

  • 地球外核最上部のダイナミクス:波動による地球内部東西磁場強度推定の試み

    Grant number:24K07177  2024 - 2026

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 2層熱対流による海王星の帯状流の生成

    2014 - 2016

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 地球惑星科学の哲学-20世紀初頭からの日本での展開に即して

    2014 - 2016

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • 科学哲学の拡張による総合メタ科学の基盤構築:STSとの連携を通じて

    2014 - 2016

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

  • 2層熱対流による海王星の帯状流の生成の可能性を探る

    2013 - 2015

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 思考様式および実践としての現代科学とローカルな諸社会との節合の在り方

    2012.4 - 2015.3

    東京外国語大学 アジア・アフリカ言語文化研究所 

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    In this project, anthropologists who have knowledge on science and technology, together with philosophers and scientists, discuss contemporary science which connects with people's life in local communities, in terms of thinking and acting styles. Through the discussion, we clarify 1) science as a way of thinking, 2) science as action and 3) science as dissected in specialty, and consider the characteristics of specialized branches as inference systems.

  • 2層熱対流による海王星の帯状流の生成の可能性を探る

    2012 - 2014

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 地球惑星科学の哲学の基盤構築

    2011.4 - 2014.3

    名古屋大学 

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    Scientists, philosophers and historians work on constructing the philosophy of earth and planetary sciences in cooperation.

  • ダイナモにおけるアルファ効果の非局所性と非瞬間性

    2011 - 2013

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

  • 地球惑星科学の哲学の基盤構築

    Grant number:2332005  2011 - 2013

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Scientific research funding

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Educational Activities

  • For undergraduates, I taught experiments on torsion pendulum and thermal condution in 2010 and 2011. From 2012, I teach excersises on mathematics, mechanics and thermodynamics. From 2018, I teach heat transport in the Earth, and the interior structure of Jovian planets.
    For graduate students, I teach the dynamics of the Earth's core, or physical volcanology. In addition, I teach vector and tensor analysis.
    For freshmen, I taught experiments and give a general lecture with other teachers in this department from 2010 to 2013. In 2012 and 2013, I organised these subjects. From 2014 to 2016 and 2020, 2021 I teach electromagnetism. From 2017 to 2019, 2022 and 2023 I teach KIKAN education seminar.
    I supervise graduate students.

Class subject

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2024.10 - 2025.3   Second semester

  • 地球惑星科学IIA

    2024.10 - 2024.12   Fall quarter

  • 電磁気学基礎演習

    2024.10 - 2024.12   Fall quarter

  • 地球惑星内部科学A

    2024.10 - 2024.12   Fall quarter

  • 地球惑星数理演習

    2024.4 - 2024.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2024.4 - 2024.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2024.4 - 2024.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2023.10 - 2024.3   Second semester

  • 地球惑星科学IIA

    2023.10 - 2023.12   Fall quarter

  • 地球惑星内部科学A

    2023.10 - 2023.12   Fall quarter

  • 基幹教育セミナー

    2023.6 - 2023.8   Summer quarter

  • 地球惑星数理演習

    2023.4 - 2023.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2023.4 - 2023.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2023.4 - 2023.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2022.10 - 2023.3   Second semester

  • 地球惑星科学IIA

    2022.10 - 2022.12   Fall quarter

  • 地球惑星内部科学A

    2022.10 - 2022.12   Fall quarter

  • 基幹教育セミナー

    2022.6 - 2022.8   Summer quarter

  • 地球惑星数理演習

    2022.4 - 2022.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2022.4 - 2022.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2022.4 - 2022.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2021.10 - 2022.3   Second semester

  • 地球惑星内部科学A

    2021.10 - 2021.12   Fall quarter

  • 電磁気学基礎演習

    2021.10 - 2021.12   Fall quarter

  • 地球惑星数理演習

    2021.4 - 2021.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2021.4 - 2021.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2021.4 - 2021.9   First semester

  • 地球惑星科学IA

    2021.4 - 2021.6   Spring quarter

  • 基幹物理学ⅠB演習

    2020.10 - 2021.3   Second semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2020.10 - 2021.3   Second semester

  • 地球惑星内部科学A

    2020.10 - 2020.12   Fall quarter

  • 地球惑星科学I

    2020.4 - 2020.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2020.4 - 2020.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2020.4 - 2020.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2020.4 - 2020.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2019.10 - 2020.3   Second semester

  • 地球惑星内部科学A

    2019.10 - 2019.12   Fall quarter

  • 基幹教育セミナー

    2019.6 - 2019.8   Summer quarter

  • 地球惑星科学I

    2019.4 - 2019.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2019.4 - 2019.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2019.4 - 2019.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2019.4 - 2019.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習Ⅰ

    2018.10 - 2019.3   Second semester

  • 地球惑星内部科学

    2018.10 - 2019.3   Second semester

  • 基幹教育セミナー

    2018.6 - 2018.8   Summer quarter

  • 地球惑星科学I

    2018.4 - 2018.9   First semester

  • 固体地球変動学

    2018.4 - 2018.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2018.4 - 2018.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2018.4 - 2018.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習I

    2017.10 - 2018.3   Second semester

  • 基幹教育セミナー

    2017.6 - 2017.8   Summer quarter

  • 基幹教育セミナー

    2017.6 - 2017.8   Summer quarter

  • 地球内部ダイナミクス

    2017.4 - 2017.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2017.4 - 2017.9   First semester

  • 地球惑星科学I

    2017.4 - 2017.9   First semester

  • 九州の防災:熊本地震からあなたの身の守り方を学ぶA

    2017.4 - 2017.6   Spring quarter

  • 地球惑星物理学演習I

    2016.10 - 2017.3   Second semester

  • 基幹物理学IB演習

    2016.10 - 2017.3   Second semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2016.4 - 2016.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2016.4 - 2016.9   First semester

  • 地球惑星科学I

    2016.4 - 2016.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習I

    2015.10 - 2016.3   Second semester

  • 基幹物理学IB演習

    2015.10 - 2016.3   Second semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2015.4 - 2015.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2015.4 - 2015.9   First semester

  • 地球惑星科学I

    2015.4 - 2015.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習I

    2014.10 - 2015.3   Second semester

  • 基幹物理学IB演習

    2014.10 - 2015.3   Second semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2014.4 - 2014.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2014.4 - 2014.9   First semester

  • 地球惑星科学I

    2014.4 - 2014.9   First semester

  • 自然科学総合実験

    2013.10 - 2014.3   Second semester

  • 地球惑星物理学演習I

    2013.10 - 2014.3   Second semester

  • 理系コア 地球科学I (地球惑星科学の発展と歴史)

    2013.4 - 2013.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2013.4 - 2013.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2013.4 - 2013.9   First semester

  • 自然科学総合実験

    2013.4 - 2013.9   First semester

  • 地球惑星物理学演習I

    2012.10 - 2013.3   Second semester

  • 自然科学総合実験

    2012.10 - 2013.3   Second semester

  • 理系コア 地球科学I (地球惑星科学の発展と歴史)

    2012.4 - 2012.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2012.4 - 2012.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2012.4 - 2012.9   First semester

  • 地球惑星化学実験

    2011.10 - 2012.3   Second semester

  • 自然科学総合実験

    2011.10 - 2012.3   Second semester

  • コアセミナー

    2011.4 - 2011.9   First semester

  • 地球惑星数理演習

    2011.4 - 2011.9   First semester

  • 理系コア 地球科学I (地球惑星科学の発展と歴史)

    2011.4 - 2011.9   First semester

  • 自然科学総合実験

    2011.4 - 2011.9   First semester

  • 地球内部ダイナミクス

    2011.4 - 2011.9   First semester

  • 地球惑星化学実験

    2010.10 - 2011.3   Second semester

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FD Participation

  • 2024.4   Role:Participation   Title:【オンデマンド開催】大学教職員職能開発FD 「⽣成AIを大学の教育・学習・業務にどのように組み込むか?-第一弾 生成AIを使った授業デザイン支援のアイデア-」

    Organizer:University-wide

  • 2023.5   Role:Participation   Title:基幹教育セミナーFD

    Organizer:University-wide

  • 2023.3   Role:Participation   Title:【物理学科FD】物理数学の教育と効果的な演習に向けて

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2022.7   Role:Participation   Title:【化学科FD】電子ジャーナルに関するFD

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2022.3   Role:Participation   Title:リベラルサイエンス教育開発FD「今、教養教育に求められるもの:イギリス教養史にみる科学の受容から」

    Organizer:University-wide

  • 2022.3   Role:Participation   Title:全学FD:メンタルヘルス講演会

    Organizer:University-wide

  • 2022.3   Role:Participation   Title:大学教職員職能開発FD「TA制度の未来を考える〜九州大学の実践例を参考に〜」

    Organizer:University-wide

  • 2022.3   Role:Participation   Title:(地球惑星科学科FD)実験・実習科目の課題と今後のあり方

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2022.3   Role:Participation   Title:新M2Bシステムの使い方 ~新機能を中心に紹介します~(3/17)

    Organizer:University-wide

  • 2022.3   Role:Participation   Title:リベラルサイエンス教育開発FD 「『ゆるレポ』に学ぶはじめての研究~ゆるく始めて、しっかり仕上げる~」

    Organizer:University-wide

  • 2021.3   Role:Participation   Title:【物理学FD】ハイブリッド講義の実践例と講義活性化

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2021.3   Role:Participation   Title:FD講演会「九州大学オンライン授業のグッドプラクティス 〜 オンデマンド型授業編〜」

    Organizer:University-wide

  • 2021.3   Role:Participation   Title:FD講演会「九州大学オンライン授業のグッドプラクティス 〜 リアルタイム型授業編〜」

    Organizer:University-wide

  • 2021.3   Role:Participation   Title:学習支援システム(M2B)講習会(オンライン開催)◇初級編・中・上級編◇13:00~15:00

    Organizer:University-wide

  • 2020.9   Role:Participation   Title:M2B システム講習会FD

    Organizer:University-wide

  • 2019.12   Role:Participation   Title:緊急時の応急措置に関するFD,SD

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2019.4   Role:Participation   Title:平成31年度基幹教育セミナーFD(基幹教育セミナーを担当している教員のためのFD)

    Organizer:University-wide

  • 2019.3   Role:Participation   Title:一般選抜における主体性等評価に関するFD

    Organizer:University-wide

  • 2018.9   Role:Participation   Title:M2B システムFD

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2018.7   Role:Participation   Title:平成33年度入学者選抜改革【九州大学新入試QUBE】~各学部での検討に向けた情報提供~

    Organizer:University-wide

  • 2018.4   Role:Participation   Title:平成30年度基幹教育セミナーFD(基幹教育セミナーを担当している教員のためのFD)

    Organizer:University-wide

  • 2017.4   Role:Participation   Title:平成29年度基幹教育セミナーFD(基幹教育セミナーを担当している教員のためのFD)

    Organizer:University-wide

  • 2015.8   Role:Participation   Title:M2B学習支援システム講習会(基幹教育院・教材開発センターFD)

    Organizer:University-wide

  • 2015.4   Role:Participation   Title:基幹教育物理学科目FD(基幹教育で物理学を担当している教員のためのFD)

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2015.3   Role:Participation   Title:EEPセミナー (地球惑星科学部門FD) 大学教育モデル講義~Introductory Oceanography (講師 Eric Heinen De Carlo)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2015.2   Role:Participation   Title:EEPセミナー (地球惑星科学部門FD) Mock lecture: "Solar-Terrestrial Environment"、台湾中央大学の教育システム (講師 劉正彦)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2014.12   Role:Participation   Title:大学の制度変更にどう対応するか(地球惑星科学部門FD)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2014.7   Role:Participation   Title:改定GPA制度の実施のためのFD(理学部FD)

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2013.12   Role:Participation   Title:新カリキュラムと地球惑星科学科専攻教育(地球惑星科学部門FD)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2013.3   Role:Participation   Title:基幹教育院の新カリキュラムについて(地球惑星科学部門FD)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2013.3   Role:Participation   Title:アクティブ・ラーニング:入門と実践(理学研究院と化学部門の共催FD)

    Organizer:[Undergraduate school/graduate school/graduate faculty]

  • 2012.4   Role:Participation   Title:平成24年度第1回全学FD 新任教員の研修

    Organizer:University-wide

  • 2012.1   Role:Participation   Title:EEPセミナー (地球惑星科学部門FD) コロラド州の教育システム (講師 A.D. Richmond)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2011.12   Role:Participation   Title:EEP セミナー(物理学部門FD) The University of Oxford: teaching and learning under the dreaming spires (講師 J.M. Yeomans)

    Organizer:Undergraduate school department

  • 2011.9   Role:Participation   Title:第3回全学FD(IDE大学セミナー)「学生支援の新たな展開―学生サービスを越えて―」

    Organizer:University-wide

  • 2010.11   Role:Participation   Title:ゆとり教育世代の新入生の理数系基礎学力

    Organizer:Undergraduate school department

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Other educational activity and Special note

  • 2022  Class Teacher  学部

  • 2021  Class Teacher  学部

Outline of Social Contribution and International Cooperation activities

  • I worked as a committe member in the National Center for University Examinations
    I had lectures for high-school students twice.
    In the academic years 2016--2017, I taught in the course ESSP, FC-SP for high-school students.

Social Activities

  • 出前授業(模擬講義)「方位磁針が北を向くわけ~地球の核が作る磁場~」

    長崎県立長崎北高校  2019.10

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Seminar, workshop

  • 九州大学・世界に羽ばたく未来創成科学者育成プロジェクト (FC-SP) 知的探求型プログラム(ESSP)地球惑星科学コース; コースの取りまとめ、講義、課題研究指導(2017年7月~2018年3月); 講義「方位磁針が北を向くわけ~地球の核が作る磁場~」; 課題研究(アドバンストコース)指導題目「Analog experiment on the process of volcanic eruptions induced by earthquakes」(福岡県立輝翔館中等教育学校 高校2年 坂本 光瑠)

    2018.3

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Other

  • 九州大学・世界に羽ばたく未来創成科学者育成プロジェクト (FC-SP) 知的探求型プログラム(ESSP)地球惑星科学コース; コースの取りまとめと課題研究指導(2016年7月~2017年3月); 課題研究指導題目「火山噴火が地震により誘発される過程のアナログ実験~炭酸水の発泡のしやすさと粘性の関係~」(福岡県立輝翔館中等教育学校 高校1年 坂本 光瑠)

    2017.3

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Other

  • 九州高等学校生徒理科研究発表大会研究発表部門審査員

    2017.1

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Other

  • 出前授業(模擬講義)「方位磁針が北を向くわけ~地球の核が作る磁場~」

    佐賀県立唐津東高校  2016.9

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Seminar, workshop

  • 「はやぶさ2」打ち上げライブ中継 パブリックビューイング 上記行事の企画に岡崎隆司助教や大学院生とともに携わった。

    九州大学(広報室、理学部事務部企画係)  椎木講堂  2014.10

     More details

    Audience:General, Scientific, Company, Civic organization, Governmental agency

    Type:Lecture

    打ち上げ自体は悪天候のため延期になったので、講演会、ビデオ上映、ジバニャン撮影会、学生による関連研究展示などが行われた。

  • 平成23年度大学入試センター教科科目第一委員会委員(地学)

    独立行政法人大学入試センター  2011.4

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Other

  • 平成22年度大学入試センター教科科目第一委員会委員(地学)

    独立行政法人大学入試センター  2010.4

     More details

    Audience:Infants, Schoolchildren, Junior students, High school students

    Type:Other

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Travel Abroad

  • 1999.10 - 2000.9

    Staying countory name 1:United Kingdom   Staying institution name 1:University of Leeds