2015 Fiscal Year Annual Research Report
Modelling and theoretical study for exoplanet atmospheres
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, 理学研究院, 教授 (50311519)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
はしもと じょーじ 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10372658)
林 祥介 神戸大学, 理学研究科, 教授 (20180979)
関根 康人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60431897)
阿部 豊 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90192468)
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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 / 同期回転惑星 / 大気放射 / 大気散逸 / 大気の起源と進化 / 数値モデリング |
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さらに進めた。暴走温室状態の発生条件ならびに高温多雨となる恒星直下点領域の化学風化率の上昇について境界条件依存性を幅広く解析すると同時に、低温の夜半球に氷としてH2Oが局在化する過程の検討を進め、表層H2Oの総量と昼夜半球間のH2O分配の関係を明らかにした。木星型惑星について、帯状流を再現する数値モデルの開発を進め、帯状流の出現機構を明らかにした。開発した大気循環モデルを用いて太陽系惑星の循環をシミュレートし、結果を豊富な観測データと比較することによって、数値モデルが良好な再現性を有していることを確認した。 [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、全球が極めて深い海に覆われた惑星まで想定水量を広げた理論研究を展開した。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モデルの改良を進め、光化学反応系における吸発熱・放射損失を組み込むことにより、従来のモデリング研究で自由パラメタ扱いされてきた照射EUVの加熱効率の推算を行った。巨大衝突を含む集積期の地球型惑星の大気進化について、主要成分となりうる水素を加えモデリングを進めた。 [特徴推定]巨大衝突後の地球型惑星の放射スペクトル予想と検出可能性の検討をさらに進めた。低温のガス惑星の放射伝達計算に日射(中心星放射)を本格的に組み込み、豊富な大気実測データの得られている木星と比較することで、反射スペクトルや大気層の日射加熱を支配する因子を定量的に分解した。雲層や主要ガス成分に加えて、未同定の微量成分が、成層圏から対流圏上部かけての日射伝達に著しい影響を持つことを明らかにした。
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Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The circulation pattern and day-night heat transport in the atmosphere of a synchronously rotating aquaplanet: Dependence on planetary rotation rate2017
Author(s)
Noda, S., Ishiwatari, M., Nakajima, K., Takahashi, Y. O., Takehiro, S., Onishi, M., Hashimoto, G. L., Kuramoto, K., and Hayashi, Y.-Y.
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Journal Title
Icarus
Volume: 282
Pages: 1-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Martian dust devil statistics from high-resolution large-eddy simulations2016
Author(s)
Nishizawa, S., Odaka, M., Takahashi, Y. O., Sugiyama, K. Nakajima, K., Ishiwatari, M., Takehiro, S., Yashiro, H., Sato, Y., Tomita, H. and Hayashi, Y.-Y.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 43
Pages: 4180-4188
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A Numerical Study of Convection in a Condensing CO2 Atmosphere under Early Mars-Like Conditions2016
Author(s)
Yamashita, T., Odaka, M., Sugiyama, K., Nakajima, K., Ishiwatari, M., Nishizawa, S., Takahashi, Y. O. and Hayashi, Y.
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Journal Title
Journal of the Atmospheric Sciences
Volume: 73
Pages: 4151-4169
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Formation and Evolution of Protoatmospheres2016
Author(s)
Massol, H., Hamano, K., Tian, F., Ikoma, M., Abe, Y., Chassefiere, E., Davaille, A., Genda, H., Guedel, M., Hori, Y., Leblanc, F., Marcq, E., Sarda, P., Shematovich, V. I., Stoekl, A. and Lammer, H.
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Journal Title
Space Science Reviews
Volume: 205
Pages: 153-211
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] High-temperature water-rock interactions and hydrothermal environments in the chondrite-like core of Enceladus2015
Author(s)
Sekine, Y., T. Shibuya, F. Postberg, H-.W. Hsu, K. Suzuki, Y. Masaki, T., Kuwatani, M., Mori, P.K. Hong, M. Yoshizaki, S. Tachibana, S. Sirono
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Development of a general circulation model for shallow planetary atmospheres2016
Author(s)
Takahashi, Y.O., Hayashi, Y.-Y., Kuramoto, K., Hashimoto, G. L., Ishiwatari, M, Onishi, M., Takehiro, S. and dcmodel project
Organizer
International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
Place of Presentation
Hotel Nikko Yaeyama (沖縄県・石垣市)
Year and Date
2016-02-23
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] GCM experiments on the occurrence condition of the runaway greenhouse state on Earth-like exoplanets2016
Author(s)
Ishiwatari, M., Takahashi, Y.O., Nakajima, K., Takehiro, S., Kuramoto, K., Abe, Y., and Hayashi, Y.-Y.
Organizer
International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
Place of Presentation
Hotel Nikko Yaeyama (沖縄県・石垣市)
Year and Date
2016-02-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Determinants of the atmospheric radiative cooling of Jupiter2016
Author(s)
Takahashi, Y., Hashimoto, G. L., Ishiwatari, M., Takahashi, Y. O.,Sugiyama, K., Onishi, M., and Kuramoto, K.
Organizer
International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
Place of Presentation
Hotel Nikko Yaeyama (沖縄県・石垣市)
Year and Date
2016-02-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Two humidity regimes of stratosphere on a moist atmosphere2016
Author(s)
Onishi, M., Hashimoto, G. L., Kuramoto, K., Takahashi, Y. O., Ishiwatari, M., Takahashi, Y., and Hayashi, Y.-Y.
Organizer
International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
Place of Presentation
Hotel Nikko Yaeyama (沖縄県・石垣市)
Year and Date
2016-02-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of a coupled atmosphere-ocean-seaice model to explore aquaplanet climates2016
Author(s)
Kawai, Y., Takahashi, Y. O., Ishiwatari, M., Nishizawa, S., Takehiro, S., Nakajima, K., Tomita, H., and Hayashi, Y.-Y.
Organizer
International Workshop on "Exoplanets and Disks: Their Formation and Diversity III"
Place of Presentation
Hotel Nikko Yaeyama (沖縄県・石垣市)
Year and Date
2016-02-23
Int'l Joint Research
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[Presentation] Numerical modeling of convection in Venus' cloud layer2015
Author(s)
Sugiyama, K., Kawabata, T., Odaka, M., Ishiwatari, M., Nakajima, K., Imamura, T., Hayashi, Y.-Y.
Organizer
AGU Fall Meeting
Place of Presentation
Moscone Center, San-Francisco (アメリカ)
Year and Date
2015-12-15
Int'l Joint Research
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[Presentation] Extreme intermittency of moist convection on the giant planets2015
Author(s)
Sugiyama, K., Nakajima, K., Odaka, M., Kuramoto, K., and Hayashi, Y.-Y.
Organizer
Joint Juno/Cassini Jupiter-Saturn Atmospheric Dynamics Meeting
Place of Presentation
San Francisco Marriott Marquis, San-Francisco (アメリカ)
Year and Date
2015-12-13
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Lifetime and Spectral Evolution of a Magma Ocean with a Steam Atmosphere2015
Author(s)
Hamano, K., Kawahara, H., Abe, Y., Onishi, M., and Hashimoto, G. L.
Organizer
Extreme Solar Systems III
Place of Presentation
Waikoloa beach Marriotto Resort & Spa, Waikoloa Beach (アメリカ)
Year and Date
2015-11-29 – 2015-12-04
Int'l Joint Research
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[Presentation] Theoretical estimation of the radiative cooling rate in the Jovian troposphere,2015
Author(s)
Takahashi, Y., Hashimoto, G. L., Ishiwatari, M., Takahashi, Y. O., Sugiyama, K., Onishi, M., and Kuramoto, K.
Organizer
American Astronomical Society, DPS meeting #47
Place of Presentation
National Harbor, MD, Washington DC (アメリカ)
Year and Date
2015-11-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] Impact-induced alterations of planetary organic and ice simulants2015
Author(s)
Sekine, Y., K. Kodama, S. Obata, T. Kobayashi, N.O. Ogawa, Y. Takano, N. Ohkouchi, K. Saiki, T. Sekine
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society meeting 2015
Place of Presentation
Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre, Singapore (シンガポール)
Year and Date
2015-08-02 – 2015-08-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] 火星探査のための表層環境評価: 雲解像モデル CReSS の火星大気への適用2015
Author(s)
杉山耕一朗, 小高正嗣, 中島健介, 高橋芳幸, 西澤誠也, 乙部直人, 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
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・千葉市)
Year and Date
2015-05-28
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[Presentation] 火星探査のための表層環境評価: 雲解像モデル CReSS の火星大気への適用2015
Author(s)
杉山耕一朗, 小高正嗣, 中島健介, 高橋芳幸, 西澤誠也, 乙部直人, 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
日本気象学会春季大会
Place of Presentation
つくば国際会議場 (茨城県・つくば市)
Year and Date
2015-05-22
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