火星ダスト循環の鍵をにぎるローカルダストストーム発達機構の解明

• Project/Area Number: 18K03718
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小高 正嗣 北海道大学, 理学研究院, 助教 (60344462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 耕一朗 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (60463733) ; 石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 火星大気 / 大気循環 / 数値シミュレーション / ダストストーム / 惑星大気 / 火星 / 数値モデリング

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではローカルダストストームの発達過程を調べることを目指し, 研究当初において対流解像モデル deepconv へ火星大気放射過程ならびにダスト巻き上げ過程スキームの導入を計画していた. このうちダスト巻き上げ過程スキームは先行研究でさまざまなタイプのものが提案されており, モデル内部で計算される風による地表面応力の強度と分布がその性質を左右することがわかっている. そこで導入するダスト巻き上げスキームの検討を行うため, これまで我々が行ってきた高解像度火星大気境界層ラージエディシミュレーション (Nishizawa et al., 2016) の数値データを用いて循環にともなう地表面応力の分布と, それに対応する循環構造の調査を行った. このシミュレーションにおいて与えた計算領域は水平19.2 km 四方, 鉛直に 21 km であり, 空間解像度は 5, 10, 25, 50, 100 m と変化させている. 解析ではこのうち 5 m 解像度のデータを用いた. 日中の地方時 14:00 から 15:00 までのデータにおいて, 地表面応力が 0.025 Pa を越えるような地点は鉛直対流の上昇域に局在していることがわかった. この地表面応力の強い地点と Nishizawa et al. (2016) で用いられた判定方法によって同定された孤立渦の分布との対応を調べると, 地表面応力の強い地点の半数近くは孤立渦の存在する場所であることがわかった.

Research Products

• [Presentation] 火星高解像度 LES を用いた地表面タストフラックスの見積もり (2018)
  • Author(s): 村橋究理基, 須藤康平, 西澤誠也, 石渡正樹, 小高正嗣, 中島健介, 竹広真一, 杉山耕一朗, 荻原弘尭, 高橋芳幸, 林祥介
  • Organizer: 日本気象学会 2018 年度春季大会
• [Presentation] 火星大気高解像度ラージエディシミュレーションによる地表面ダストフラックスの見積もり (2018)
  • Author(s): 村橋究理基, 西澤誠也, 石渡正樹, 小高正嗣, 須藤康平, 中島健介, 竹広真一, 杉山耕一朗, 荻原弘尭, 高橋芳幸, 林祥介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 2018 年大会
• [Presentation] 高解像度火星境界層シミュレーションのデータを用いたダスト巻き上げ過程に関する解析 (2018)
  • Author(s): 村橋究理基, 須藤康平, 西澤誠也, 石渡正樹, 小高正嗣, 中島健介, 竹広真一, 杉山耕一朗, 荻原弘尭, 高橋芳幸, 林祥介
  • Organizer: 日本惑星科学会 2018 年秋季講演会