Comprehensive picture of atmospheric circulation of Venus revealed by AKATSUKI data assimilation

AKATSUKI资料同化揭示的金星大气环流综合图

• 批准号: 19H05605
• 负责人: 林 祥介
• 金额: $ 120.81万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05605/
• 关键词: 金星大気; スーパーローテーション; 「あかつき」（金星探査機）; 金星大気大循環モデル; データ同化; 金星探査機「あかつき」; 金星大気大循環モデルデ; 「あかつき」金星探査機; 「あかつき」(金星探査機)

観測継続中の「あかつき」に対し雲風ベクトルデータの生成更新を継続した。モデルの改良とデータ同化の標的とするための特徴量抽出としては、LIR（中間赤外）データを用いて夜間も含む全ての時刻での雲頂風速を求めることに成功し、平均子午面構造と熱潮汐波構造を明らかにした。さらに、LIR データによる雲頂でのあるいは電波掩蔽観測による鉛直方向の温度情報からは、それぞれ、惑星規模波動や内部重力波の振動数・緯度分布構造が抽出できた。力学モデル開発に関しては、熱潮汐波による東西流加速・減速経度領域から、内部重力波の自発的放射が発生していることを超高解像度実験によって発見、それによる運動量鉛直輸送の可能性を示唆した。また、4～5日周期の大規模波動擾乱の励起には、赤道ケルビン波と中高緯度ロスビー波の不安定結合の寄与が明らかになってきた。さらに、前年度に構築した簡易版雲物理過程を実装したモデルによって、赤道ケルビン波による温度変動が雲の濃淡をもたらしている可能性を示した。力学的データ同化に関しては、前年度の考察を継続し、より現実的な疑似観測データを用いての観測システムシミュレーション実験を実施し、赤道ケルビン波の東西平均流変動に与えるインパクト調査を行った。また、データ同化システムを活用した擾乱解析手法である、成長度（Bred Vector）調査を行うための予備実験に着手した。雲と放射モデルに関しては、CO、H2O、H2SO4 を含む子午面物質循環モデルを構築した。子午面内における物質分布は子午面循環によって大きく変わることを示され、観測される物質の子午面分布に基づいて大気循環を推定する道が開かれた。雲画像データ同化に向けては、機械学習を用いる方法や非線型最適化手法、複素数ネットワークに基づく情報の最適輸送理論の適用などについて検討を行った。

観 measuring 継 続 の "あ か つ き" に し seaborne cloud wind ベ ク ト ル デ ー タ の generated update を 継 続 し た. モ デ ル の improved と デ ー タ assimilation の mark と す る た め の, 徴 quantity spare と し て は, LIR (red) among デ ー タ を with い て night も contain む total て の moment で の を genting wind speed for め る こ と に し success, average meridian plane structure と hot tidal wave を Ming ら か に し た. さ ら に, LIR デ ー タ に よ る genting で の あ る い は waves masking 観 measuring に よ る straight direction の temperature intelligence か ら は, そ れ ぞ れ, humbug star の scale fluctuation や internal gravity wave vibration number distribution structure, latitude が drew で き た. Mechanics モ デ ル open 発 に masato し て は, hot tidal wave に よ る things flow acceleration, deceleration 経 degree field か ら, internal gravity waves の radiation が since 発 発 raw し て い る こ と を ultra-high resolution be 験 に よ っ て 発 see, そ れ に よ る exercise vertical conveying を の possibility in stopping し た. ま た, 4 ~ 5 cycles の large-scale fluctuations disrupt の wound up に は, equatorial ケ ル ビ ン high latitudes in wave と ロ ス ビ ー wave の unrest の send with が Ming ら か に な っ て き た. さ ら に, former annual に build し た improvised version of cloud physical processes を be loaded し た モ デ ル に よ っ て, equatorial ケ ル ビ ン wave に よ る temperature variations dynamic が cloud の shade を も た ら し て い を る possibility in し た. Mechanics デ ー タ assimilation に masato し て は, before the annual の investigation を 継 続 し, よ り presently be な suspected 観 measuring デ ー タ を with い て の 観 measuring シ ス テ ム シ ミ ュ レ ー シ ョ ン be 験 を be し, equatorial ケ ル ビ ン wave の に with move average flow variations of え る イ ン パ ク ト survey line を っ た. ま た, デ ー タ assimilation シ ス テ ム を use し た disturb analytic technique で あ る, growth degree (Bred Vector) survey line を う た め の reserve be 験 に to し た. Cloud と radiation モ デ ル に masato し て は, CO, H2O, - H2SO4 を containing む meridian plane material circulation モ デ ル を build し た. Within the meridian plane に お け る material distribution は meridian plane circular に よ っ て big き く - わ る こ と を shown さ れ, 観 さ れ る material の meridian plane distribution に base づ い て 気 circulation を presumption す る way が open か れ た. Cloud picture デ ー タ assimilation to け に て は, mechanical learning を い や る method of linear optimization technique, the complex primes ネ ッ ト ワ ー ク に base づ く intelligence の optimum transmission theory の applicable な ど に つ い て 検 line for を っ た.

项目成果

Kelvin Wave and Its Impact on the Venus Atmosphere Tested by Observing System Simulation Experiment

观测系统模拟实验检验开尔文波及其对金星大气的影响

• DOI: 10.3390/atmos13020182
• 发表时间: 2022
• 期刊: Atmosphere
• 影响因子: 2.9
• 作者: Sugimoto Norihiko;Fujisawa Yukiko;Shirasaka Mimo;Abe Mirai;Murakami Shin-ya;Kouyama Toru;Ando Hiroki;Takagi Masahiro;Yamamoto Masaru
• 通讯作者: Yamamoto Masaru

Orbit Design Optimization for Planetary Crosslink Radio Occultation

行星交联射电掩星的轨道设计优化

• DOI: 10.2322/jjsass.69.179
• 发表时间: 2021
• 期刊: JOURNAL OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES
• 作者: Yamamoto Tomotaka;Ikari Satoshi;Ando Hiroki;Imamura Takeshi;Hosono Asako;Abe Mirai;Fujisawa Yukiko;Sugimoto Norihiko;Kawabata Yosuke;Funase Ryu;Nakasuka Shinichi
• 通讯作者: Nakasuka Shinichi

Feasibility Study of Radio Occultation Measurement Among Small Satellites by Data Assimilation for Designing the Future Venus Atmosphere Observing Mission

数据同化小卫星无线电掩星测量用于设计未来金星大气观测任务的可行性研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Fujisawa;Y.;A. Hosono;N. Sugimoto;M. Abe;Y. Kikuchi;T. Yamamoto;Y. Kawabata;S. Ikari;H. Ando;M. Takagi;T. Imamura;I. Garate-Lopez;S. Lebonnois;C. Ao
• 通讯作者: C. Ao

熱潮汐波に着目したあかつき水平風速のデータ同化 ― 金星客観解析データ作成の試み―

以热潮波为中心的晓水平风速数据同化 - 尝试创建金星的客观分析数据 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤澤 由貴子;村上 真也;杉本 憲彦;高木 征弘;今村 剛;堀之内 武;はしもと じょーじ;石渡 正樹;榎本 剛;三好 建正;林 祥介
• 通讯作者: 林 祥介

Universitaet der Bundeswehr Munchen/Universitaet zu Koeln(ドイツ)

慕尼黑联邦国防军大学/科隆大学（德国）