火星から流出する大気の組成に対して大気上下結合が与える影響の解明
Project/Area Number |
21J13710
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
吉田 奈央 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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Keywords | 惑星大気 / 赤外分光 / 微量大気成分 / 大気循環 / 熱圏 / 電離圏 / 変動 |
Outline of Research at the Start |
火星の環境は温暖湿潤な環境から乾燥冷却な環境へと進化を遂げたと考えられているが、その要因として火星大気が宇宙空間へと流出したことが考えられている。これまでの先行研究では火星大気と太陽風との相互作用に着目してたきたが、本研究ではさらに、火星から流出する大気の組成変化に火星の下層・中層大気が及ぼす影響を解明することが目的である。そのために、欧州火星衛星TGOに搭載された赤外線分光器NOMADを使用したCO/CO2分布の下層~上層大気の連続観測をして、下層大気における渦拡散係数の変動の有無を解明する。散逸大気についても、電離大気組成との相関の有無を観測的に明らかにする予定である。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究は火星下層大気の変動が大気の流出源となる上層大気の組成に与える影響を、下層から上層の大気に渡って探査機データを用いて総合的に解明することを目的とした研究である。 本年度は、下層・中層大気の組成変動に着目して特に解析を行っており、欧州の火星周回衛星Trace Gas Orbiter搭載の分光器NOMADの大気スペクトルから一酸化炭素(CO)混合比を導出し、季節変化、緯度変化等の解析を行った。 下層・中層大気の観測結果からは、まず、中層大気における循環や擾乱による拡散の度合いを示す指標である渦拡散係数が季節・半球で2倍程度変動することを示唆した。これは、上層大気の大気組成分布を決める均質圏界面の高度が火星の南半球夏の時期に上昇したという先行研究の観測結果が、下層大気の循環・擾乱が活発になったことで引き起こされたと観測的に初めて示唆した結果である。この研究成果はYoshida et al. (2022)として学術誌Geophysical Research Lettersに掲載された。さらに、導出したCO混合比と光化学反応を含む火星全球大気大循環モデルを比較し、背景大気の循環の季節変化や熱潮汐波による上昇流・下降流の地方時変化によってCO混合比が変動することを初めて明らかにした。本研究から、微量大気成分が大気循環によって大きく変動することを明らかにできた。当内容は国際学術雑誌へ投稿予定である。 なお、本年は約4ヶ月ほどベルギーの研究所に滞在し研究を遂行するとともに、海外学会での発表を3回、国内学会での発表を3回行った。
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Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
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[Presentation] Global distribution of carbon monoxide in the Martian atmosphere derived from the ExoMars-TGO/NOMAD measurement and interpretation with the GEM-Mars model2023
Author(s)
N. Yoshida, S. Aoki, F. Daerden, J. Erwin, H. Nakagawa, A. C. Vandaele, I. Thomas, L. Trompet, I. Murata, N. Terada, A. Fedorova, L. Neary, M. A. Lopez-Valverde, A. Modak, G. Villanueva, G. Liuzzi, Y. Kasaba, M. Patel, B. Ristic, G. Bellucci, and J. J. Lopez Moreno
Organizer
惑星圏研究会
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[Presentation] Impact of a global dust storm event on the CO VMR in the Martian mesosphere and lower thermosphere measured by TGO/NOMAD2023
Author(s)
N. Yoshida, S. Aoki, F. Daerden, J. Erwin, H. Nakagawa, A. C. Vandaele, I. Thomas, L. Trompet, I. Murata, N. Terada, L. Neary, M. A. Lopez-Valverde, A. Modak, G. Villanueva, G. Liuzzi, Y. Kasaba, M. Patel, B. Ristic, G. Bellucci, and J. J. Lopez Moreno
Organizer
日本地球惑星科学連合2023
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[Presentation] Variations in vertical CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere measured by ExoMars TGO/NOMAD: Implications of variations in eddy diffusion coefficient2022
Author(s)
N. Yoshida H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A. C. Vandaele, F. Daerden, I. Thomas, L. Trompet, S. Koyama, N. Terada, L. Neary, I. Murata, G. Villanueva, G. Liuzzi, M. A. Lopez-Valverde, A. Brines, A. Modak, Y. Kasaba, B. Ristic, G. Bellucci, J.-J. Lopez-Moreno, and M. Patel
Organizer
日本地球惑星科学連合2022
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[Presentation] Variations in vertical CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere measured by ExoMars TGO/NOMAD: Implications of variations in eddy diffusion coefficient2022
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N. Yoshida H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A. C. Vandaele, F. Daerden, I. Thomas, L. Trompet, S. Koyama, N. Terada, L. Neary, I. Murata, G. Villanueva, G. Liuzzi, M. A. Lopez-Valverde, A. Brines, A. Modak, Y. Kasaba, B. Ristic, G. Bellucci, J.-J. Lopez-Moreno, and M. Patel
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Earth, Sea and SkyⅥ: International Joint Graduate Program Workshop in Earth and Environmental Sciences co-hosted by the Tohoku University GP-EES and JSPS-DFG Japanese-German Graduate Externship
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[Presentation] Variations in vertical CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere measured by ExoMars TGO/NOMAD: Implications of variations in eddy diffusion coefficient2022
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the 7th Mars Atmosphere Modelling and Observations workshop
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Int'l Joint Research
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[Presentation] CO distributions retrieved from TGO NOMAD SO using multiple orders2022
Author(s)
N. Yoshida, S. Aoki, A. C. Vandaele, H. Nakagawa, I. Thomas, J. Erwin, F. Daerden, L. Trompet, I. Murata, N. Terada, L. Neary, M. A. Lopez-Valverde, A. Modak, G. Villanueva, G. Liuzzi, Y. Kasaba, M. Patel, B. Ristic, G. Bellucci, and J. J. Lopez Moreno
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EPSC2022
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[Presentation] CO distributions and climatology in the Martian middle to upper atmosphere retrieved from TGO NOMAD solar occultation2022
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N. Yoshida, S. Aoki, F. Daerden, J. Erwin, H. Nakagawa, A. C. Vandaele, I. Thomas, L. Trompet, I. Murata, N. Terada, L. Neary, M. A. Lopez-Valverde, A. Modak, G. Villanueva, G. Liuzzi, Y. Kasaba, M. Patel, B. Ristic, G. Bellucci, and J. J. Lopez Moreno
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地球電磁気・地球惑星圏学会
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[Presentation] Variation of CO/CO2 profile in the Martian middle atmosphere observed by TGO/NOMAD2021
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N. Yoshida, H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A.C. Vandaele, I. Murata, I. Thomas, F. Daerden, L. Neary, S. Koyama, N. Terada, Y. Kasava, B. Ristic, MR. Patel, G. Bellucci, J.-J. Lopez-Moreno
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JpGU2021
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[Presentation] Variation of CO/CO2 profile in the Martian middle atmosphere observed by TGO/NOMAD2021
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N. Yoshida, H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A.C. Vandaele, I. Murata, I. Thomas, F. Daerden, L. Neary, S. Koyama, N. Terada, Y. Kasaba, and TGO/NOMAD team
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Earth, Sea and SkyⅥ: International Joint Graduate Program Workshop in Earth and Environmental Sciences co-hosted by the Tohoku University GP-EES and JSPS-DFG Japanese-German Graduate Externship
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[Presentation] Variation of CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere retrieved from TGO/NOMAD2021
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N. Yoshida, H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A.C. Vandaele, I. Murata, I. Thomas, F. Daerden, L. Neary, S. Koyama, N. Terada, Y. Kasaba, B. Ristic, M. Patel, G. Bellucci, and J.-J Lopez Moreno
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EPSC2021
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[Presentation] Variation of CO/CO2 profiles in the Marian mesosphere and lower thermosphere retrieved from TGO/NOMAD2021
Author(s)
N. Yoshida, H. Nakagawa, S. Aoki, Erwin, J., Vandaele, A. C., I. Murata, Thomas, I., Daerden, F., Lori, N., Trompet, L., S. Koyama, N. Terada, Y. Kasaba, Ristic, B., Patel, M., Bellucci, G., and Lopez-Moreno. J.-J
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会
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