2022 Fiscal Year Annual Research Report
Numerical Modeling of Moist Convection in Jovian Planets -- dependency on radiative forcing and abundances of condensible species --
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17K05656
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
杉山 耕一朗 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (60463733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 健介 九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 木星大気 / 雲対流 / 雲解像モデル / 惑星大気 / 数値モデリング / 木星型惑星 / 惑星気象学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
静的な熱力学的議論において対流抑制が発生すると考えられてきた凝結性成分存在度のパラメタ範囲において，木星型惑星を模した水平鉛直 2 次元の動的な雲対流数値シミュレーションを実施した． H2O と NH3 の凝結および NH4SH の化学反応のそれぞれについて，凝結性成分の存在度が大きくても地球で見られる「スコールライン」と同様な雲対流活動の組織化のメカニズムによって活発な積雲が間欠的に発生するという特徴，および，凝結性成分の存在度が大きいほど間欠性の周期は長くなるという特徴が得られた．静的に安定した凝結高度・反応高度は地球のスコールラインにおける「地表」と同じ役割を果たしており，降水粒子の蒸発冷却によって駆動された下降流の向きを変え，水平方向に強い寒気流出を形成する．寒気流出の前面では収束が強く生じるため，凝結高度・反応高度付近の凝結性成分を多く含む相対的に重い空気塊が強制的に持ち上げられ，強い積雲の発生が実現されていた．
また，放射対流平衡計算より得られた温度分布および放射加熱率分布を与えた木星大気の水平鉛直 2 次元の雲対流数値シミュレーションを実施した．得られた結果は探査機の観測結果を単純化した放射加熱率を用いた Sugiyama et al. (2014) の結果と概ね整合的であったが，上層のアンモニアの雲層が 2 層構造になるという異なる特徴も示した．
研究活動を行う上で，雲対流モデルの改良ならびに Web Map Tile Service を活用した解析ツールの開発も実施した．
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