2018 Fiscal Year Research-status Report
地表面から熱圏までをつないで気候変動に迫る，火星大気物理化学過程のモデリング研究
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16K05552
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
黒田 剛史 国立研究開発法人情報通信研究機構, 統合ビッグデータ研究センタービッグデータ利活用研究室, 主任研究員 (40613394)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 火星 / 大気大循環モデル / 大気物質循環 / 古気候 / 大気重力波 / 国際研究者交流・ベルギー / 国際研究者交流・ドイツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は現在の火星、及び約38億年前を想定した古火星における水環境を理解し、気候変動への理解につなげていく研究を進めた。水平グリッド間隔約67kmの火星大気大循環モデルを用いた現在火星の水循環・HDO/H2O同位体分別の計算は、ドイツ及びベルギーの研究チームとのモデル結果比較を通して洗練され、また火星表層の研究者との共同研究が加速しているところである。古火星の水循環研究においては昨年度Icarusに投稿した論文を改訂していく中で、二酸化炭素と水の気体・雲の放射効果のみでは液体の水の維持が困難であるという先行研究と整合的な結果が示され、水素・メタン・二酸化硫黄といった他の分子の存在が衝突誘起吸収などをもたらして温暖化に寄与することにより安定して液体の水が存在しうると想定し、地表のValley network形成に関わる流量分布の見積もりを含めた計算に着手している。
火星大気重力波の研究においては、重力波の励起・伝播と中層大気場に与える影響の季節変化を水平グリッド間隔約67km計算によって示した論文をJournal of Geophysical Research Planetsに投稿し、現在改訂の最終段階に入ったところである。また共著として、運用中の火星周回船MAVENの観測データから現在の火星大気における大気散逸率を見積もった論文がIcarusより、超小型宇宙船搭載テラヘルツ測器からの火星大気観測の実行可能性を示した論文がGeoscientific Instrumentation Methods and Data Systemsより出版された。さらに将来的な有人資源探査などによる火星環境利用を見据え、大気大循環モデル・大気観測システム・データ同化・機械学習などを駆使して火星の気象予報を実現する構想を立てたプロシーディング原稿が、世界中の火星大気研究者を集めてフランスで開催された「火星データ同化ワークショップ」で発表された。
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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
申請者による現在と過去の火星水環境研究は、ターゲットを太陽系外惑星にまで広げたアストロバイオロジー分野の研究コミュニティからも強い関心を得ており、大気放射計算を中心に様々な条件下での惑星気候研究に対して本研究の応用が見込まれる状況になっている。また、国内外で検討されている今後の火星探査計画においても現在と過去の水環境の解明は重要視されているトピックであり、申請者の研究にかかる期待は大きい。
このように、論文投稿においては難航している部分もあるとはいえ、学会発表等で申請者の研究の価値は国内外で高く評価されるものとなっており、その面では研究の目的達成に向けた進展状況はおおむね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請者の火星大気大循環モデルで得られている現在火星の温度場・風速場・物質分布などの結果は、MAVENやExoMars Trace Gas Orbiterといった運用中の火星周回船、及び東北大学ハレアカラ観測所などの地上望遠鏡から取得されている観測データの解釈に強い国際連携のもとで活用されており、それぞれ論文投稿に向けて着々と研究が進行している。また本研究遂行の鍵となる大気放射・物質循環・大気化学過程は太陽系外惑星を含めた幅広い惑星気候の研究に流用可能であり、惑星表層やアストロバイオロジーの研究者と連携して様々な展開・成果創出が見込まれ、今後このような本研究の成果を土台とした幅広い展開・連携を積極的に推し進めていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
予定していた論文投稿が遅れた影響で、416,746円の次年度使用額が生じた。今後の論文投稿料に充てる。
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