Study of heating and outflow processes in planetary upper atmospheres using an integrated Direct Simulation Monte Carlo model

• Project/Area Number: 24K21562
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 寺田 直樹 東北大学, 理学研究科, 教授 (70470060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 洋平 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (50547396)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 大気流出 / モンテカルロ直接シミュレーション / 統合粒子コード / 火星

Outline of Research at the Start

従来の理論・数値モデルでは取り扱いが困難であった惑星上層大気における中性大気-電離大気と熱的成分-非熱的成分のそれぞれの間のエネルギー分配、そしてそれらによって引き起こされる大気の熱的流出と非熱的流出を自己無撞着に解くべく、惑星上層大気の統合モンテカルロ直接シミュレーションコードを開発する。まずは火星を対象に5次元バージョン（実空間1次元＋速度空間3次元＋時間1次元）の統合コードの構築と検証を行い、異なる太陽活動度に対する火星上層大気の加熱率と流出率の応答を明らかにする。