火星ダスト循環の鍵をにぎるローカルダストストーム発達機構の解明

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03718
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小高 正嗣 北海道大学, 理学研究院, 助教 (60344462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 耕一朗 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (60463733) ; 石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 火星大気 / 大気循環 / 数値シミュレーション / ダストストーム

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではローカルダストストームの発達過程を調べることを目指し, 研究当初において対流解像モデル deepconv へ火星大気放射過程ならびにダスト巻き上げ過程スキームの導入を計画していた. このうちダスト巻き上げ過程スキームは先行研究でさまざまなタイプのものが提案されており, モデル内部で計算される風による地表面応力の強度と分布がその性質を左右することがわかっている. そこで導入するダスト巻き上げスキームの検討を行うため, これまで我々が行ってきた高解像度火星大気境界層ラージエディシミュレーション (Nishizawa et al., 2016) の数値データを用いて循環にともなう地表面応力の分布と, それに対応する循環構造の調査を行った. このシミュレーションにおいて与えた計算領域は水平19.2 km 四方, 鉛直に 21 km であり, 空間解像度は 5, 10, 25, 50, 100 m と変化させている. 解析ではこのうち 5 m 解像度のデータを用いた. 日中の地方時 14:00 から 15:00 までのデータにおいて, 地表面応力が 0.025 Pa を越えるような地点は鉛直対流の上昇域に局在していることがわかった. この地表面応力の強い地点と Nishizawa et al. (2016) で用いられた判定方法によって同定された孤立渦の分布との対応を調べると, 地表面応力の強い地点の半数近くは孤立渦の存在する場所であることがわかった.