Understanding the cause of magnetospheric substorms is a challenging problem in space physics but is also very rewarding since it relates to many energetic phenomena in the Earth's magnetosphere and to other impulsive energetic events in space plasmas. Substorm models can be classified into four different categories, namely: (1) internally triggered or externally driven processes in the near-Earth magnetosphere region, (2) magnetic reconnection in the mid-tail region, (3) coupling between the ionosphere and magnetosphere, and (4) simplified or abstract description of the magnetospheric system. The first category includes a rich variety of macro- and micro-instabilities (ballooning, cross-field current, lower hybrid drift, entropy anti-diffusion, and parallel current driven instabilities). This category is the most promising one since it can naturally account for several observational constraints on the substorm onset process. In particular, the model invoking a combination of the kinetic ballooning and the cross-field current instabilities is described, together with results from particle simulation on this mechanism. Crucial elements of substorm models in the other three categories are synthesized into this model as well.This article was scheduled to appear in issue 5 of Plasma Phys. Control. Fusion. To access this Special issue please follow this link: http://www.iop.org/EJ/toc/0741-3335/45/5
磁気圏サブストームの原因を理解することは、宇宙物理学における困難な問題であるが、地球磁気圏における多くの高エネルギー現象や、宇宙プラズマにおける他の衝動的な高エネルギー現象に関連するため、非常にやりがいのある問題でもある。サブストームモデルは、以下の4つの異なるカテゴリーに分類できる。(1) 地球近傍磁気圏領域における内部トリガーまたは外部駆動プロセス、(2) 中部テール領域における磁気リコネクション、(3) 電離圏と磁気圏の結合、(4) 磁気圏システムの簡略化または抽象的な記述。最初のカテゴリーには、バルーニング不安定性、横断電流不安定性、低混成ドリフト不安定性、エントロピー反拡散不安定性、平行電流駆動不安定性など、多種多様なマクロおよびミクロの不安定性が含まれる。このカテゴリーは、サブストーム開始過程に関するいくつかの観測的制約を自然に説明できるため、最も有望である。特に、運動論的バルーニング不安定性と横断電流不安定性の組み合わせを考慮したモデルについて、このメカニズムに関する粒子シミュレーションの結果とともに説明する。さらに、他の3つのカテゴリーのサブストームモデルの重要な要素が、このモデルに統合されていることも示す。本論文は、Plasma Phys. Control. Fusion 第45巻第5号に掲載される予定であった。この特別号にアクセスするには、以下のリンクを参照のこと： http://www.iop.org/EJ/toc/0741-3335/45/5