Observational study of planetary atmosphere with ALMA
| Project/Area Number |
20K04046
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Kyoto Sangyo University |
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Principal Investigator |
佐川 英夫 京都産業大学, 理学部, 教授 (40526034)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 惑星大気 / アルマ望遠鏡 / 火星 / 金星 / 干渉計 / 地上観測 / 火星大気 / 金星大気 / JCMT / 大気循環 / 放射伝達 |
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| Outline of Research at the Start |
惑星大気の循環に関して、上層大気においては適切なトレーサーが存在しない場合も多く、その観測例は極めて限られている。そうした中、惑星大気循環の新たな観測ツールとなり得るのが、ヘテロダイン測器の高波長分解能観測を用いた惑星スペクトルのドップラーシフト観測である。
本研究では、ALMA望遠鏡による金星・火星上層大気のサブミリ波放射観測を用い、両惑星上層大気の循環に関する新たな観測的知見を取得する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題ではアルマ望遠鏡を用いて取得した火星・金星データの解析を実施している。
2022年度は、アルマ望遠鏡の惑星観測データに内包されるフラックス較正の問題を、自己相関データ等を用いて補正する手法を確立させ、生データ（複素ビジビリティ）からのキャリブレーションおよび画像合成等を再処理することを行った。再処理後の火星データ（アタカマコンパクトアレイACAによる観測データ）から、火星大気高度40-60 km付近の風速場を求めたところ、大気大循環数値モデル（GCM）による数値実験で得られる結果と定性的によく一致する結果が得られた。この一連の研究結果を、火星大気研究の国際研究集会（2023年3月）にて発表した。
次のステップとして、アルマ望遠鏡の12mアンテナの配列を用いて、より高い空間分解能で取得された火星データからの風速場導出を行った。こちらの結果では、干渉計観測特有の「広がった空間構造をフィルタリングする」性質から、ある特定の空間周波数成分が現実の火星大気風速場から抜け落ちた結果が得られている。そのため、一見するとGCMの数値実験結果とは似ても似つかない観測結果が得られている。この観測結果をGCMの数値実験結果とより正しく比較する際には、GCMの計算結果からアルマ望遠鏡の観測特性と同様の空間周波数成分をフィルタリングしておく必要が有る。それらの比較・評価方法の手法を整備した。
また、同様の研究を、金星大気のアルマ望遠鏡観測データに対しても進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度から、Covid-19による影響での海外の共同研究者との協働ペースがやや停滞している。
進捗リカバリーを目的として、共同研究者の所属機関に複数日滞在しての直接議論および投稿論文化に向けた共同作業の場を設けていたが、先方のCovid-19による影響もあり、次年度へ順延となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
アルマ望遠鏡データのデータ処理およびそれらのデータからの火星・金星上層大気風速場の導出は、2022年度末の時点で概ね終了しており、現在は大気大循環モデルの数値実験結果と比較することで、火星・金星大気循環に対する考察に注力している。その考察の中で、大気大循環モデルのモデルパラメータ依存性を評価する必要が有り、この課題には共同研究者の協力が必須となる。この点に関しては、作業効率を確保するため、これまでのようなオンラインベースの議論に加えて、複数日の直接議論および共同作業を実施する機会を設ける。
また、研究期間を一年間延長したことにより、2023年12月に予定されているアルマ望遠鏡の運用開始十周年を記念した国際研究集会へ本研究成果を投稿することも可能となった。そのような国内外の研究者が広く一堂に集う場で、本研究の内容を積極的に発信していく。
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Report
(3 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] HDO and SO2 thermal mapping on Venus2020
Author(s)
Encrenaz T.、Greathouse T. K.、Marcq E.、Sagawa H., Widemann T., Bezard B., Fouchet T., Lefevre F., Lebonnois S., Atreya S. K., Lee Y. J., Giles R., Watanabe S., Shao W., Zhang X., Bierson C. J.
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Journal Title
Astronomy & Astrophysics
Volume: 639
Pages: A69-A69
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Phosphine gas in the cloud decks of Venus2020
Author(s)
Greaves J. S., Richards A. M. S., Bains W., Rimmer P. B., Sagawa H., Clements D. L., Seager S., Petkowski J. J., Sousa-Silva C., Ranjan S., Drabek-Maunder E., Fraser H. J., Cartwright A., Mueller-Wodarg I., Zhan Zh., Friberg P., Coulson I., Lee E., Hoge J.
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Journal Title
Nature Astronomy
Volume: －
Issue: 7
Pages: 1-20
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Doppler-wind measurements using ALMA2023
Author(s)
Hideo Sagawa, Shohei Aoki, Eric Villard, Kazi Rygl
Organizer
International conference on new insights into Mars achieved by remote-sensing observation, numerical simulation, and laboratory experiment of trace gases
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