2014 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | New Frontiers of Extrasolar Planets: Exploring Terrestrial Planets |
Project/Area Number |
23103003
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
倉本 圭 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50311519)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 祥介 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20180979)
阿部 豊 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90192468)
はしもと じょーじ 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10372658)
関根 康人 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60431897)
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Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 系外惑星 / 大気循環シミュレーション / 同期回転惑星 / 大気放射スペクトル / 大気散逸 / ハビタブルゾーン |
Outline of Annual Research Achievements |
[循環シミュレーション] 小質量星周りのハビタブルゾーンに存在している同期回転地球型系外惑星の気候予測をおこなった。恒星直下点に形成される多雨多湿域が、このような惑星における化学風化率を著しく高め、これによって大気中の二酸化炭素濃度が低下し、強い昼半球・夜半球の温度コントラストが生じやすい傾向があることを見出した。また木星型惑星の雲対流の数値モデルの改良を進め、対流の間歇性をコントロールする因子について明らかにした。 [大気進化理論] 地球型惑星の表層環境進化に対する初期水量の違いの影響について、大気・陸水による水循環を考慮したシミュレーション研究を展開した。実際のホットジュピターやスーパーアースを想定した流体力学的大気散逸のシミュレーションを行い、これらの惑星の水素散逸史ならびに初期大気量の推定を行った。また水蒸気混合大気について成層圏温度の推定を行い、オゾン層による紫外線加熱のない段階では成層圏が極めて低温になり、大気からの水蒸気損失が著しく抑制される可能性を示した。 [特徴推定] 巨大衝突後の地球型惑星の大気進化について、マグマオーシャンの固化とEUV放射による流体力学的水素大気散を考慮してシミュレートすると同時に、将来の分光観測に向けた放射スペクトル予想と検出可能性の検討を行った。また、低温のガス惑星の熱放射伝達計算に雲による消散効果を加え、熱放射スペクトルから雲量について一定の制約が得られること、ならびに木星においては雲の効果は限定的であり、雲対流数値モデルの結果と基本的に整合的であることを示した。またエアロゾル生成とその放射特性を求める実験結果を反映した光化学モデルを用い、無酸素条件下での地球型惑星大気における有機物生成率の推定を行った。
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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
北海道大・岡山大・神戸大・東京大を結んだ週1回のテレビ会議によって、地球型惑星・木星型惑星を想定した大気放射伝達モデル構築とその応用が特に若手を中心に展開されている。2014年3月に行われた領域全体の研究会合において、我々が取り組んでいる大気海洋の安定性や大気散逸の解明が、他の班の研究とのフィードバックを強めつつ進展していることを確認できた。また太陽系惑星大気研究者も交えて本計画研究主催のWSを実施し、太陽系惑星を系外惑星大気の理論・数値モデルの検証フィールドに位置づけた議論とともに、研究ネットワークの拡大を進めることができた。循環シミュレーション、大気進化理論、特徴推定のそれぞれについて成果が挙がっており、その発表も活発に行われていることから、本計画研究はおおむね順調に進展しているものと判断できる。
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Strategy for Future Research Activity |
[PD雇用] 2名のポスドクを引き続き雇用し、惑星大気放射モデリングと形成進化理論の構築解析を進める。特に、多様な境界条件下・進化段階下での惑星大気の熱的・物質科学的構造の再現、循環・放射・大気散逸の各モデルの結合、系外惑星大気のスペクトル予測を進める。 [密な研究連携の促進] 週一度のペースで行っている北大・神戸大・岡山大・東大間のテレビ会議ミーティングを継続し、常時的に議論を重ねながら研究を進展させる。高度化した放射モデルを組み込んだ惑星大気循環シミュレーションを進め、系外惑星大気の循環構造を探索する。また光化学実験的研究と放射モデリングの結合を進め、系外惑星大気に関する観測可能量についての予測をさらに進める。また計画班の全体WSを開催し、周辺分野の研究者も交えながら討論を行うことによって、融合研究の一層の展開を図る。 [周辺分野との連携] 今後もミニWSなどの機会を設け、大気モデリングに密接に関係する周辺研究者との交流を進める。 [若手育成] 若手研究者や院生がおこなっている大学横断的な研究ミーティングや合同セミナーなどへの支援を継続する。内外の関連学会・会議・WS等への参画を促し、研究成果の発信のみならず、各々の研究の深化と展開、研究者ネットワークの形成を図る。
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[Journal Article] The relative timing of Lunar Magma Ocean solidification and the Late Heavy Bombardment inferred from highly degraded impact basin structures2015
Author(s)
Kamata, S., S. Sugita, Y. Abe, Y. Ishihara, Y. Harada, T. Morota, N. Namiki, T. Iwata, H. Hanada, H. Araki, K. Matsumoto, E.Tajika, K. Kuramoto, and F. Nimmo
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Journal Title
Icarus
Volume: 250
Pages: 492-503
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ongoing hydrothermal activities within Enceladus2015
Author(s)
Hsu, H-W., F. Postberg, Y. Sekine, T. Shibuya, S. Kempf, M. Horanyi, A. Juhasz, N. Altobelli, K. Suzuki, Y. Masaki, T. Kuwatani, S. Tachibana, S. Sirono, G. Moragas-Klostermeyer, R. Srama
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Journal Title
Nature
Volume: 519
Pages: 207-219
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Venus' clouds as inferred from the phase curves acquired by IR1 and IR2 on board Akatsuki2015
Author(s)
Satoh, T., S. Ohtsuki, N. Iwagami, M. Ueno, K. Uemizu, M. Suzuki, G. L. Hashimoto, T. Sakanoi, Y. Kasaba, R. Nakamura, T. Imamura, M. Nakamura, T. Fukuhara, A. Yamazaki, M. Yamada
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Journal Title
Icarus
Volume: 248
Pages: 213-220
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Exploration of Enceladus' water-rich plumes toward understanding of chemistry and biology of the interior ocean2014
Author(s)
Sekine, Y., Y. Takano, H. Yano, R. Funase, K. Takai, M. Ishihara, T. Shibuya, S. Tachibana, K. Kuramoto, H. Yabuta, J. Kimura, Y. Furukawa
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Journal Title
Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan
Volume: 12
Pages: Tk 7-11
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Near-infrared Brightness of the Galilean Satellites Eclipsed in Jovian Shadow: A New Technique to Investigate Jovian Upper Atmosphere2014
Author(s)
Tsumura, K.; Arimatsu, K.; Egami, E.; Hayano, Y.; Honda, C.; Kimura, J.; Kuramoto, K.; Matsuura, S.; Minowa, Y.; Nakajima, K.; Nakamoto, T.; Shirahata, M.; Surace, J.; Takahashi, Y.; Wada, T.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 789
Pages: 6 pp.
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Formation and geomorphologic history of the Lonar impact crater deduced from in situ cosmogenic 10Be and 26Al2014
Author(s)
Nakamura, A., Y. Yokoyama, Y. Sekine, K. Goto, G. Komatsu, P. S. Kumar, H. Matsuzaki, I. Kaneoka, T. Matsui
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Journal Title
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Volume: 15
Pages: 3190-3197
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A spherical shell numerical dynamo benchmark with pseudo-vacuum magnetic boundary conditions2014
Author(s)
Jackson, A., Sheyko,A., Marti, P., Tilgner, A., Cebron, D., Vantieghem, S., Simitev, R., Busse, F., Zhan, X., Schubert, G., Takehiro, S., Sasaki, Y., Hayashi, Y.-Y., Ribeiro, A., Nore, C., Guermond, J.-L.
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Journal Title
Geophysical Journal International
Volume: 196
Pages: 712-723
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Full sphere hydrodynamic and dynamo benchmarks2014
Author(s)
Marti, P., Schaeffer, N., Hollerbach, R., Cebron, D., Nore, C., Luddens, F., Guermond, J.-L., Aubert, J., Takehiro, S., Sasaki, Y., Hayashi, Y.-Y., Simitev, R., Busse, F., Vantieghem, S., Jackson, A.
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Journal Title
Geophysical Journal International
Volume: 197
Pages: 119-134
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 火星版 CReSS を用いた火星表層環境評価2015
Author(s)
杉山耕一朗, 小高正嗣, 中島健介, 高橋芳幸, 乙部直人, 西澤誠也, 林祥介, はしもとじょーじ, 長谷川晃一, 榊原篤志, 坪木和久
Organizer
名古屋大学 地球水循環研究センター 共同研究発表会
Place of Presentation
名古屋大学(愛知県)
Year and Date
2015-03-02
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[Presentation] 火星着陸探査機のための火星環境評価2014
Author(s)
野々村拓, 畠中龍太, 小高正嗣, 杉山耕一郎, 高橋芳幸, 西澤誠也, 林祥介, はしもとじょーじ, 藤田 和央
Organizer
第58回宇宙科学技術連合講演会
Place of Presentation
長崎ブリックホール(長崎県)
Year and Date
2014-11-12 – 2014-11-14
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[Presentation] 水惑星の形成と進化2014
Author(s)
はしもとじょーじ
Organizer
日本気象学会 2014 年度秋季講演会
Place of Presentation
福岡国際会議場(福岡県)
Year and Date
2014-10-22
Invited
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[Presentation] 木星大気の雲対流と大気構造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 年度秋季講演会
Place of Presentation
福岡国際会議場(福岡県)
Year and Date
2014-10-21
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[Presentation] Assessment of Mars surface environment for a exploration program using CReSS-Mars, a convection resolving numerical model adjusted for Mars atmosphere2014
Author(s)
K. Sugiyama, M. Odaka, K. Nakajima, Y. O. Takahashi, S. Nishizawa, N. Otobe, G. L. Hashimoto, K. Hasegawa, A. Sakakibara, and K. Tsuboki
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 (兵庫県)
Year and Date
2014-09-24 – 2014-09-26
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[Presentation] High-resolution large-eddy simulation of the Martian planetary boundary layer, AOGS 20142014
Author(s)
Nishizawa, S., H. Yashiro, M. Odaka, Y. O. Takahashi, Y.-Y. Hayashi, H. Tomita, S. Takehiro, M. Ishiwatari, K. Nakajima, Y. Sato, K. Sugiyama
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting
Place of Presentation
ロイトン札幌(北海道)
Year and Date
2014-07-30
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