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Numerical simulations of moist convection layers of Jovian planets

Research Project

Project/Area Number 24740316
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency (2013-2015)
Hokkaido University (2012)

Principal Investigator

Sugiyama Ko-ichiro  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究員 (60463733)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords雲対流 / 惑星大気循環 / 巨大ガス惑星 / 木星型惑星 / 数値計算 / 木製型惑星
Outline of Final Research Achievements

Numerical simulations are performed to investigate idealized characteristics of the cloud layers of Jovian planets using two-dimensional settings. In all cases, active moist convection occurs intermittently, and the H2O and CH4 condensation levels act as steady kinematic and compositional boundaries. The mean vertical structure is distinctly different from the hitherto accepted structure based on a one-dimensional thermodynamical model.
The intermittent cloud activity is associated with convective instability. The instability accumulates until an appropriate trigger is provided by H2O condensate that falls down through the H2O lifting condensation level. Active cloud development is terminated when the instability is exhausted. The period of intermittency is roughly equal to the time obtained by dividing the mean temperature increase, which is caused by active cumulonimbus development, by the body cooling rate.
We also improve our cloud resolving model to treat three-dimensional motion.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (26 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Numerical Simulations of Jupiter’s Moist Convection Layer: Structure and Dynamics in Statistically Steady States2014

    • Author(s)
      Sugiyama, K., Nakajima, K., Odaka, M., Kuramoto, K., and Y.-Y. Hayashi
    • Journal Title

      Icarus

      Volume: 229 Pages: 71-91

    • DOI

      10.1016/j.icarus.2013.10.016

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    • Author(s)
      杉山耕一朗, 鈴木絢子, 高橋隼, 中村友昭, 真鍋翔, 堺正太朗, 鶴巻亮一, 中岡礼奈, 辰巳信平, 谷伊織, 加藤則行, 梅本隆史, 押川智美, 三上峻, 倉本圭, 林祥介, 中川義次, 惑星科学研究センター
    • Journal Title

      遊星人(日本惑星科学会学会誌)

      Volume: 21 Pages: 368-376

    • NAID

      110009562848

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    • Author(s)
      高橋康人, はしもとじょーじ, 石渡正樹, 高橋芳幸, 杉山耕一朗, 大西将徳, 倉本圭
    • Organizer
      日本惑星科学会 2015 年秋季講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2015-10-14
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      山﨑健吾, 竹内覚, 杉山耕一朗
    • Organizer
      日本惑星科学会 2015 年秋季講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2015-10-14
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    • Author(s)
      杉山耕一朗
    • Organizer
      名古屋大学 地球水循環研究センター 公開講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-07-18
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  • [Presentation] 木星型惑星を想定した雲対流の数値計算2015

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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2015 年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2015-05-24 – 2015-05-28
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    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2015 年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2015-05-24
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  • [Presentation] 木星型惑星を想定した雲対流の数値計算2015

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本気象学会 2015 年度春季大会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場 (茨城県)
    • Year and Date
      2015-05-21 – 2015-05-24
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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
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      日本気象学会 2015 年度春季大会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2015-05-21
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  • [Presentation] Numerical Simulations of Jupiter's Moist Convection Layer: Structure and Dynamics in Statistically Steady States2014

    • Author(s)
      K. Sugiyama, K. Nakajima, M. Odaka, K. Kuramoto, Y.-Y. Hayashi
    • Organizer
      46th Meeting of the Division for Planetary Sciences with Historical Astronomy Division, American Astronomical Siciety
    • Place of Presentation
      JW Marriott Starr Pass (Arizona, USA)
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-14
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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
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      日本気象学会 2014 年度秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場 (福岡県)
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-23
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  • [Presentation] Numerical simulations of Jupiter's moist convection layer: Structure and dynamics in statistically steady states2014

    • Author(s)
      K. Sugiyama, K. Nakajima, M. Odaka, K. Kuramoto, Y.-Y. Hayashi
    • Organizer
      The Joint Workshop of 6th International Workshop on Global Cloud Resolving Modeling and 3rd International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models.
    • Place of Presentation
      RIKEN/AICS (Hyogo, Japan)
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 木星型惑星を想定した雲対流の数値計算2014

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本惑星科学会2014年秋季講演会
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパスさくらホ-ル (宮城県)
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Numerical Simulations of Jupiter’s Moist Convection Layer: Structure and Dynamics in Statistically Steady States2014

    • Author(s)
      K. Sugiyama, K. Nakajima, M. Odaka, K. Kuramoto, Y.-Y. Hayashi
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences society 2014 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Royton Sapporo Hotel (Hokkaido, Japan)
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-08-01
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 巨大惑星を想定した雲対流の 2 次元数値計算2014

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本気象学会 2014 年度春季大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館, 横浜情報文化センター (神奈川県)
    • Year and Date
      2014-05-21 – 2014-05-24
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  • [Presentation] 巨大惑星を想定した雲対流の 2 次元数値計算2014

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2014 年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2014-04-28 – 2014-05-02
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 木星の大気構造2014

    • Author(s)
      杉山耕一朗
    • Organizer
      巨大惑星系研究会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 地球生命研究所 (東京都)
    • Year and Date
      2014-04-14
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    • Invited
  • [Presentation] 木星型惑星大気の雲対流の数値計算2014

    • Author(s)
      杉山耕一朗
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      国立天文台天文シミュレーションプロジェクトユーザーミーティング
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      国立天文台 (東京都)
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  • [Presentation] 巨大惑星を想定した雲対流の2 次元数値計算2014

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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
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      日本地球惑星科学連合 2014 年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県)
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  • [Presentation] 巨大惑星を想定した雲対流の2 次元数値計算2014

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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介
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      日本気象学会 2014 年度春季大会
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      横浜市開港記念会館 (神奈川県)
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  • [Presentation] Numerical simulations of Jupiter's moist convection layer: Structure and dynamics in statistically steady states2014

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      K. Sugiyama, K. Nakajima, M. Odaka, K. Kuramoto, Y.-Y. Hayashi
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      Asia Oceania Geosciences Society 2014 Annual Meeting
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      Royton Sapporo Hotel (Hokkaido, Japan)
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  • [Presentation] 木星大気の雲対流の直接数値計算: 雲対流の間欠性に関する考察2013

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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 石渡正樹, 倉本圭, 西澤誠也, 高橋芳幸, 林祥介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 2013 年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ (千葉県)
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  • [Presentation] 木星大気の雲対流の直接数値計算: 雲対流の間欠性に関する考察2013

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 石渡正樹, 倉本圭, 西澤誠也, 高橋芳幸, 林祥介
    • Organizer
      日本気象学会 2014 年度春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
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  • [Presentation] 木星大気の雲対流の直接数値計算: 雲対流の間欠性に関する考察2013

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      杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 石渡正樹, 倉本圭, 西澤誠也, 高橋芳幸, 林祥介
    • Organizer
      日本気象学会 2013 年度春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター (東京都)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Numerical Modeling of Cloud Convection in Jupiter's Atmosphere: robustness and a mechanism of the intermittent emergence of vigorous cumulonimbus clouds2012

    • Author(s)
      Sugiyama, K., Nakajima, K., Odaka, M., Ishiwatari, M., Kuramoto, K., Nishizawa, S., Takahashi, Y.O., Hayashi, Y.-Y.
    • Organizer
      2012 Fall Meeting, AGU
    • Place of Presentation
      Moscone Center (San Francisco, USA)
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  • [Presentation] Construction of Hierarchical Models for the Fluid Dynamics in Earth and Planetary Sciences : DCMODEL project2012

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      Takahashi, Y.O., Sugiyama, K., Odaka, M., Ishiwatari, M., Sasaki, Y., Nishizawa, S., Nakajima, K., Takehiro, S., Hayashi, Y.-Y.
    • Organizer
      2012 Fall Meeting, AGU
    • Place of Presentation
      Moscone Center (San Francisco, USA)
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      Kawashita, S., Nakajima, K., Sugiyama, K.
    • Organizer
      2012 Fall Meeting, AGU
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      Moscone Center (San Francisco, USA)
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  • [Presentation] 惑星科学研究センター (CPS) における知見アーカイブ2012

    • Author(s)
      杉山耕一朗, 鈴木絢子, 中村友昭, 真鍋翔, 堺正太朗, 鶴巻亮一, 辰巳信平, 中岡礼奈, 加藤則行, 谷伊織, 梅本隆史, 押川智美, 惑星科学研究センター
    • Organizer
      地球惑星科学連合大会 2012 年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ (千葉県)
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  • [Remarks] 地球流体電脳倶楽部 deepconv プロジェクト

    • URL

      http://www.gfd-dennou.org/library/deepconv/

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      http://www.gfd-dennou.org/library/deepconv/

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  • [Remarks] 知見アーカイブ (mosir プロジェクト)

    • URL

      https://www.cps-jp.org/~mosir/pub/

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      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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