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太陽風－電離圏－熱圏－外圏結合モデルを用いた火星からの酸素流出に関する研究

利用太阳风-电离层-热层-外逸层耦合模型研究火星氧气流出

基本信息

批准号：
11J03327
负责人：
寺田香織
金额：
$ 2.31万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、Direct Simulation Monte Carlo (DSMC)法を用いた火星上部熱圏―外圏フルパーティクルモデルを世界に先駆けて開発した。DSMC 法は実際の気体を支配する物理法則に従ったサンプル粒子を用いる粒子シミュレーションであり、Boltzmann 方程式の解法である。本研究では、この DSMC 法を熱的成分及び非熱的成分の両方に適用して、衝突が支配的な領域から無衝突へと遷移する領域である火星上部熱圏―外圏を解くフルパーティクルモデルを開発し、１次元モデルにより光化学反応過程による火星大気流出率の評価を行った。本モデルは、従来のモデルでは不可能であった流体的振る舞いから粒子的振る舞いへの移り変わりを議論することができる。１次元シミュレーションの結果では、熱的散逸が起こる軽い分子と、熱的散逸の起こらない重い分子では高度 170 km 付近で性質が異なってくることが分かった。また、計算結果を Viking 1 号の観測や従来のモデルの計算結果と比較し、モデルの妥当性を確認した。これらの結果をまとめた学術論文を投稿中である。さらに、本モデルを２次元に拡張し、フランス国立科学研究センター大気環境宇宙観測研究所（LATMOS）の Francois Leblanc 博士及び Ronan Modolo 博士、及び Jean-Yves Chaufray 博士と、スパッタリングによる火星大気流出に関する共同研究を行った。火星の上部熱圏には、太陽風電場によって加速された高エネルギーの酸素イオンが振り込んでおり、中性大気をたたき出している（スパッタリング）。Modolo博士が計算した酸素イオンの入射フラックスをもとにスパッタリングによる火星大気流出率の評価を行った。その結果、降込み酸素イオンによってterminator 付近では局所的に大気が膨張している可能性があることが分かった。

In this study, the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) method is used for the first time in the study of the upper part of Mars. The DSMC method is based on the rules of physics, the rules of physics, the particles, the Boltzmann equation. In this study, the components and components of the DSMC method and the components of the system were analyzed in this study. In this study, the components and components of the DSMC method were used in this study. In this study, the components and components of the system, the components of the system and the components of the system were analyzed in this study. It is impossible to hear the vibration dance of the fluid, the vibration dance of the particles, the movement of the particles, the discussion of the fluid, the vibration of the particles. In the first order, the results show that the molecular weight and the height of the molecular weight are higher than 170. the results show that the height of the molecular is 170 km and the height of the molecular weight is 170. The results of calculation and calculation were compared with those of Viking 1. The results of calculation were compared and confirmed. The results showed that there was no significant difference in the submission of academic papers. Dr. Francois Leblanc and Dr. Ronan Modolo of the Institute of Environmental and Cosmic Research (LATMOS) of the National Scientific Research Institute, and Dr. Jean-Yves Chaufray of the National Institute of Scientific Research and Research of the University of Mars. In the upper part of Mars, the temperature field accelerates the temperature, the concentration of acid and acid in the upper part of Mars, the temperature in the upper part of Mars, and the temperature in the upper part of Mars. Dr. Modolo calculated the rate of outflow from Mars, the incident rate and the flow rate of Mars. The results show that the terminator will be paid close to the local office for the possibility of reducing the level of acid and acid in the hospital.