| Project/Area Number |
22K03709
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 翔平 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (60773629)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 火星 / 水循環 / 火星大気 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では, 「太古の火星に存在した大量の水はどのように失われたのか」という問いに対して, 地表から宇宙空間まで水が輸送・消失する物理・化学プロセスを理解する事を目的とする. そのため, 現在の火星大気において水蒸気がどのような鉛直高度分布をしており, それがどのような要因で変動し, 宇宙空間への消失につながるのか, 欧州及び日本の最新火星探査機と地上大型望遠鏡による観測で詳しく調べる .
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は特に「課題(A):欧州TGO火星探査機観測データの解析による水蒸気鉛直高度分布全体像の解明」を行なった。2018年から2021年9月までに取得されたNOMADの全観測データを解析し、全ての季節を網羅した複数火星年に渡る水蒸気の鉛直高度分布を調べた。解析にあたり、NASA/GSFCのVillanueva博士らの協力の元、装置特性を複数年にわたる機上データから調べなおし、データ校正の高精度化を行った。解析には、申請者も開発に携わったベルギー王立宇宙科学研究所のAsimut放射伝達・反転解析コードを用いた。解析により得られた水蒸気高度分布から, (1)ダストと水蒸気鉛直高度分布の関係、(2)季節・緯度に応じた水蒸気鉛直高度分布変動、(3)水蒸気鉛直高度分布の年変動、を統計的に調べ上げた。北半球の夏と南半球の夏では、水蒸気の鉛直高度分布が大きく異なることを明らかにした。ベルギー王立宇宙科学研究所の Daerden博士らの協力の元、火星の大気大循環の数値計算モデルと観測結果を比較したところ、北半球の夏では大気温度が比較的低く水蒸気が氷雲として凝結してしまうために大気上層まで輸送されない一方で、南半球の夏では大気温度が比較的高く水蒸気が氷雲として凝結しないため、大気大循環によって大気上層まで輸送されることを示した。同内容は、Journal of Geophysical Research: Planets誌において論文として出版された。本研究課題の課題(A)の内容は達成された。加えて、観測が困難であるため、調べることが難しかった火星中層大気の温度・密度を、酸素分子大気光の高度分布から導出することに成功した。本内容も、Journal of Geophysical Research: Planets誌において論文として出版された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では3つの課題を挙げているが、最初の課題「欧州TGO火星探査機観測データの解析による水蒸気鉛直高度分布全体像の解明」を遂行することができた。研究は順調に進捗しており、残りの期間で2つの課題に取り組む予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
「(課題B) ALMAサブミリ波望遠鏡観測による砂嵐内部の水蒸気分布の解明」「(課題C) MMX火星探査機による局所高速鉛直水輸送過程の解明」に取り組む予定である。課題Bは、2018年の火星全球規模の砂嵐時に行わた観測データの校正を、ESO/ALMAのVillard博士と協力して、近年のALMA惑星観測で積み上がりつつある最新の手法を用いておこなう。その後, サブミリ波観測で実績のある京都産業大学の佐川教授と協力して、ALMA火星観測 に特化した放射伝達・反転解析コードを共同開発し、ALMA火星観測データから砂嵐内部の水 蒸気鉛直高度分を導出する。砂嵐時と静音時の比較、またベルギー王立宇宙科学研究所のDaerden博士らとの協力で大気大循環モデルによる数値計算とも比較することで、砂嵐時にどのような物理プロセスで水蒸気が鉛直輸送されているのかを明らかにする。課題Cはまず、開発途上にあるMMX 高解像水蒸気観測データ解析アルゴリズムを完成させる. 本研究で開発するアルゴリズムでは、計算に入力する変数を想定される範囲内の代表的な値で格子点に区切り、水蒸気吸収帯のスペクトルを予め計算し、保存した配列から多次 元補間によって計算スペクトルを得ことで、効率的に反転解析を行うことを可能とする。同アルゴリズムを完成させ、既存の火星探査機による分光撮像データを用いて試験を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Retrieval of Martian Atmospheric CO Vertical Profiles From NOMAD Observations During the First Year of TGO Operations2023
Author(s)
Modak A., Lopez‐Valverde M. A., Brines A., Stolzenbach A., Funke B., Gonzalez‐Galindo F., Hill B., Aoki S., Thomas I., Liuzzi G., Villanueva G., Erwin J., Lopez Moreno J. J., Yoshida N., Grabowski U., Forget F., Daerden F., Ristic B., Bellucci G., Patel M., Trompet L., Vandaele A.C.
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Planets
Volume: 128
Issue: 3
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Planet‐Wide Ozone Destruction in the Middle Atmosphere on Mars During Global Dust Storm2022
Author(s)
F. Daerden, L. Neary, M. Wolff, R. Clancy, F. Lefevre, J. Whiteway, S. Viscardy, A. Piccialli, Y. Willame, C. Depiesse, S. Aoki, I. Thomas, B. Ristic, J. Erwin, J.‐C. Gerard, B. Sandor, A. Khayat, M. Smith, J. Mason, M. Patel, G. Villanueva, G. Liuzzi, G. Bellucci, J.‐J. Lopez‐Moreno, A.C. Vandaele
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 49
Issue: 11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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