Development of a Venusian non-hydrostatic atmospheric general circulation model for exploring the role of thermal convection in large-scale structures in the cloud layer

开发金星非静水大气环流模型，用于探索热对流在云层大尺度结构中的作用

• 批准号: 20K04062
• 负责人: 樫村 博基
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04062/
• 关键词: 金星大気; 全球非静力学モデル; 高解像度計算; 季節依存性; 鉛直対流; 熱潮汐波; 南北非対称構造; 金星大気大循環; 非静力学全球大気モデル; 筋状構造; 弓状構造; 対流活動

今年度は、非静力学金星大気大循環モデル「金星SCALE-GM」の開発および高解像度長時間積分、さらに従来型の静力学金星大気大循環モデル「AFES-Venus」による自転軸の傾きを考慮した実験を行った。まず、前年度に金星SCALE-GMの高解像度計算において観測された、南北対称な強制の下で生じる南北非対称な構造について、積分期間を1100地球日程度に延長してその頑健性を検証した。結果、南北非対称構造が現れるのは計算開始から400地球日ほどであり、それ以降はほぼ南北対称な構造が維持されて、再び南北非対称構造が現れることはなかった。これより、南北対称な強制下で現れた南北非対称構造はイニシャルショックの一種だと考えられる。ただし、南北非対称構造が400地球日ほどに渡って維持されたことは、場の南北対称性の安定性の弱さを示唆している。そこで、これまでの研究でほとんど考慮されてこなかった金星の自転軸の傾き（約2.6度）を導入した実験をAFES-Venusを用いて行った。その結果、冬半球で夏半球よりも中緯度ジェットが10 m/s 程度強くなるという有意な季節変動が得られた。加えて、冬半球において上層のハドレー循環が拡大強化され、フェレル循環も強化されることが分かった。つまり、これらの季節依存性は、地球大気のそれと定性的に同じであることが見出された。また、金星SCALE-GMに負の安定度強制を与えることで、実際に鉛直対流が表現されるか検証した。結果、夜面の高度50-60 km付近で鉛直対流が活発に生じることが確認された。負の安定度強制を様々に変えた実験も実施できた。

Our は モ, the statics Venus 気 circulation デ ル SCALE - GM "Venus" の open 発 お よ び integral, high resolution and long time さ ら に 従 type の statics Venus to モ 気 circulation デ ル "AFES - Venus" に よ る since planning axis の pour き を consider し た be 験 を line っ た. ま ず, former annual に Venus SCALE - GM の high resolution calculation に お い て 観 measuring さ れ た, north and south said seaborne な で born under compulsory の じ る north Africa said seaborne な tectonic に つ い て, integral に を earth day 1100 degree during extended し て そ の operations, sexual を 検 card し た. Results, north and south of said structure が now seaborne れ る の は computing started か ら earth day 400 ほ ど で あ り, そ れ in は ほ ぼ north-south said seaborne な tectonic が maintain さ れ て, again び north and south of said structure が now seaborne れ る こ と は な か っ た. A だと study on えられる of the れた non-symmetric structure of the north and south under the forced symmetry of the north and south な. た だ し, north and south of polices according to construct が earth day 400 ほ ど に crossing っ て maintain さ れ た こ と は, field の north-south said seaborne の stability の weak さ を in stopping し て い る. そ こ で, こ れ ま で の research で ほ と ん ど consider さ れ て こ な か っ た Venus の since planning axis の pour き (about 2.6 degrees Celsius) を import し た be 験 を AFES - Venus を with い て line っ た. そ の results, winter hemisphere で summer hemisphere よ り も mid-latitude ジ ェ ッ ト が 10 m/s degree strong く な る と い う intentionally な season gets ら - move が れ た. Add え て, winter hemisphere に お い て upper の ハ ド レ ー cycle が company, big strengthen さ れ, フ ェ レ ル cycle も strengthening さ れ る こ と が points か っ た. The に and じである に とが とが とが じである とが とが are found in された for the seasonal dependence of ま and the determination of the nature of atmospheric conditions of the earth. ま た, Venus SCALE - GM に negative の stability degrees of mandatory を and え る こ と で, be interstate に straight flow seaborne が performance さ れ る か 検 card し た. As a result, at a height of 50-60 km on the night surface, a close で direct current が active participant に じる <s:1> とが とが confirmed された. Negative negative stability forces を type 々に to become えた experiments, strictly applying で た た.

项目成果

全球非静力学金星大気モデルの開発

全球非静水金星大气模型的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: 樫村博基;八代尚;西澤誠也;富田浩文;高木征弘;杉本憲彦;小郷原一智;黒田剛史;中島健介;石渡正樹;高橋芳幸;林祥介
• 通讯作者: 林祥介

Super-rotation independent of horizontal diffusion reproduced in a Venus GCM

在金星 GCM 中再现独立于水平扩散的超级旋转

• DOI: 10.1186/s40623-023-01806-7
• 发表时间: 2023
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Sugimoto Norihiko;Fujisawa Yukiko;Komori Nobumasa;Kashimura Hiroki;Takagi Masahiro;Matsuda Yoshihisa
• 通讯作者: Matsuda Yoshihisa

自転軸の傾きを入れた金星大気循環シミュレーション

旋转轴倾斜的金星大气环流模拟

• 发表时间: 2023
• 作者: 樫村 博基; 杉本 憲彦; 高木 征弘; 林 祥介
• 通讯作者: 林 祥介

全球非静力学金星大気モデルの開発：簡易金星計算

全球非静水金星大气模型的开发：简单的金星计算

• 发表时间: 2021
• 作者: 樫村 博基;八代 尚;西澤 誠也;富田 浩文;高木 征弘;杉本 憲彦;小郷原 一智;黒田 剛史;中島 健介;石渡 正樹;高橋 芳幸;林 祥介
• 通讯作者: 林 祥介

AFES-Venus による金星大気構造: 雲層不安定強制を用いた場合

AFES-Venus 的金星大气结构：利用云层不稳定强迫

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡田 陸; 樫村 博基; 高橋 芳幸; 林 祥介
• 通讯作者: 林 祥介