大気波動を介した金星熱圏-下層大気結合の数値シミュレーション

通过大气波进行金星热层-低层大气耦合的数值模拟

• 批准号: 10J02786
• 负责人: 星野 直哉
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02786/
• 关键词: 金星; 熱圏; 中間圏; 大気大循環モデル; ケルビン波; ロスビー波; 熱潮汐波; 重力波; 大気波動

本研究は、金星雲層(50-70km)起源の大気波動が中間圏(70-110km)・熱圏(>110km)の風速場に与える影響を、大気大循環モデル(GCM)を用いた数値シミュレーションにより解明することを目的としている。この目的達成のため、我々は、1)先行研究で考慮されてこなかった惑星規模の波を考慮した数値シミュレーション、2)風速観測とシミュレーション結果との比較、3)先行研究において取り扱いが不十分だった小規模な大気重力波の取り扱いの改良、及び数値シミュレーション、を達成目標と定め研究を行なってきた。まず、我々は惑星規模の波を考慮した数値計算を行い、金星熱圏では、惑星規模の波の中でケルビン波が最も卓越し伝搬することを世界で初めて示唆した。また、本研究では高度110km付近の風速観測を行っているドイツ・ケルン大学の研究チームと連携し、シミュレーションと風速観測との比較を行なった。その結果、高度約110km付近の数日スケールの風速変動強度は本シミュレーションで示唆されるケルビン波による風速変動強度と整合的であり、従来不明であった熱圏変動の要因の一部がケルビン波にあることを示唆した。続いて、重力波の取り扱いを改善した数値計算を行った。その結果、小規模な重力波が下層から上層に運動量を輸送し、熱圏において100m/sに及ぶ高速東西風を駆動することを示唆した。計算による熱圏高速東西風強度の高度分布は、先行研究の風速の高度分布とよく一致する結果であった。また、本研究では初めて熱圏高速東西風のローカルタイム分布に着目し、高度約100-110kmの熱圏高速東西風強度は昼側より夜側で強いことを示唆した。このような、熱圏高速東西風強度の昼夜依存性は先行研究の観測より示唆されていたものの、数値計算によりその存在を実証したのはこの研究が初めてである。

は this study, the origin of Venus' clouds (50-70 - km) の among big fluctuations 気 が sha-lu (70-110 - km), hot sha-lu (> 110 km) の に wind field and え る influence を, big モ 気 circulation デ ル (GCM) を い た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り interpret す る こ と を purpose と し て い る. こ の aim to achieve の た め, I 々 は, 1) the first research で consider さ れ て こ な か っ た humbug star の wave scale を consider し た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ 観 ン, 2) wind speed measuring と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と の comparison, 3) leading research に お い て take り Cha い が not quite だ っ た small-scale な big 気 gravitational wave の take り Cha い の improvement, and び the numerical シ ミ Youdaoplaceholder0 ュレ ショ ショ ショ, を to achieve the goal と set め research を line なって た た た. Confused ま ず, I 々 は star の wave scale を consider し た line the numerical calculation を い, Venus hot sha-lu で は scale, humbug star の wave の で ケ ル ビ ン wave が the も excellence し 伝 move す る こ と を め the early で て in stopping し た. ま た, this study で は highly pay nearly 110 km 観 の wind speed measuring line を っ て い る ド イ ツ · ケ ル の ン university research チ ー ム と し link-up, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 観 と wind speed measuring と の is line を な っ た. そ の results, height of about 110 km to pay nearly の days ス ケ ー ル の wind speed variations dynamic strength は this シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で in stopping さ れ る ケ ル ビ ン wave に よ る dynamic strength と integration of wind speed variations で あ り, 従 to unknown で あ っ た hot sha-lu - move の by の a が ケ ル ビ ン wave に あ る こ と を in stopping し た. Youdaoplaceholder0 て て and gravitational waves are based on 続 を to improve the <s:1> た value calculation of を rows った. そ の result, small-scale な gravitational wave が lower か ら upper に exercise を conveying し, hot sha-lu に お い て 100 m/s に and ぶ high-speed things wind を 駆 dynamic す る こ と を in stopping し た. Calculate the <s:1> height distribution of the high-speed east-west wind intensity in the による hot zone による, and conduct a preliminary study on the とよく consistent する result であった of the <s:1> wind speed <e:1> height distribution. Early ま た, this study で は め て something hot sha-lu high-speed wind の ロ ー カ ル タ イ ム distribution に し, height of about 100-110 km の something hot sha-lu high-speed wind strength は dayside よ り nightside で strong い こ と を in stopping し た. こ の よ う な day and night, hot sha-lu high-speed wind strength の dependency は leading research の 観 measuring よ り in stopping さ れ て い た も の の, the numerical calculation に よ り そ の is を card be し た の は こ の early research が め て で あ る.

项目成果

金星中間圏・熱圏における大気波動伝搬と波動-波動相互作用

金星中间层和热层中的大气波传播和波波相互作用

• 发表时间: 2010
• 作者: 星野直哉;藤原均;高木征弘;笠羽康正;高橋幸弘
• 通讯作者: 高橋幸弘

Characteristics of planetary-scale waves simulated by a new Venusian mesosphere and thermosphere general circulation model

新的金星中间层和热层大气环流模型模拟的行星尺度波的特征

• 发表时间: 2012
• 期刊: Icarus
• 影响因子: 3.2
• 作者: Naoya Hoshino;Hitoshi Fujiwara;Masahiro Takagi;Yasumasa Kasaba;Yukihiro Takahashi
• 通讯作者: Yukihiro Takahashi

Effects of mesospheric wind on the propagation of planetary-scale waves

中层风对行星尺度波传播的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Naoya Hoshino;Hitoshi Fujiwara;Masahiro Takagi;Yukihiro Takahashi;Yasumasa Kasaba
• 通讯作者: Yasumasa Kasaba

探査機と地上望遠鏡による金星雷放電及び大気光観測

使用航天器和地面望远镜进行金星闪电放电和气辉观测

• 发表时间: 2011
• 作者: 高橋幸弘、星野直哉、Y.Yair;佐藤光輝
• 通讯作者: 佐藤光輝

Lightning and Airglow Camera Onboard Akatsuki

Akatsuki 上的闪电和气辉相机

• 发表时间: 2011
• 作者: Yukihiro. Takahashi;Naoya. Hoshino
• 通讯作者: Naoya. Hoshino