2020 Fiscal Year Annual Research Report
Explorations of climate diversity of terrestrial exo-planets and estimations of parameters based on climate states
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19H01947
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 芳幸 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00372657)
中島 健介 九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
小倉 知夫 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (10370264)
はしもと じょーじ 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10372658)
竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
須藤 靖 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90183053)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地球型系外惑星 / 大気大循環モデル / 模擬観測 / 惑星表層環境推定 / 惑星自転角速度・自転傾斜角推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度における研究概要は以下の通りである.
(1) 水惑星設定のGCM実験: 以前に我々が実施した水惑星太陽定数変更実験 (Ishiwatari et al., 2007) で使用したモデルの問題点が発見され, モデル改良および再実験をおこなった.本研究で理論的基礎としてとらえていた過去の成果の問題点を修正することができ、この結果は修正論文として投稿された.
(2) 同期回転惑星設定のGCM実験: 自転周期と公転周期が等しくなり, 固定された夜半球と昼半球をもつ同期回転惑星の気候の調査をおこなっている. 夜半球表面における水蒸気の凝結および氷床の成長を考慮して同期回転惑星上に液体の水が存在し得るかどうかについて調べる数値実験をおこなうため, GCMで得られる降水量から氷床量を推定しその結果に基づき表面高度の上昇を考慮した数値実験の準備をおこなった.
(3) 陸惑星設定のGCM実験: 全球が陸で覆われた陸惑星設定の気候計算を実施した.過去の研究で得られていた結果よりも, 広い太陽定数の範囲で陸惑星上には液体の水が存在する可能性について検討を行なうため自転傾斜角を変更した実験を開始した.現在自転傾斜角として地球の値を与えた実験を実行中である.
(4) GCM計算結果を用いた模擬観測: 地球の海陸分布を与えたGCM実験に対して模擬観測を実施することにより自転傾斜角を推定する方法について検討をおこなった. その結果, 地球の北半球部分を観測した場合には自転傾斜角の推定が可能であることが示された. その成果は Nakagawa et al. (2020)として出版した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記のように過去の研究の結果に問題点が発見されたので, 再実験および修正論文の出版を行なう必要が生じたためにこの分, 当初計画よりも遅れが生じることになった. 今後は新たに得られた結果を基礎とした研究を遂行することにする.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は以下のように推進する予定である.
(1) 水惑星設定のGCM実験: 今年度に実施した水惑星太陽定数変更実験 (Ishiwatari et al., 2007) の再実験の結果に基づき太陽定数変更実験結果の見直し, 再検討を行う.これは計画の変更となるが, 本来計画していた海惑星・陸惑星の惑星諸量推定のための理論的基盤を強固なものとしておく必要がある.
(2) 同期回転惑星設定のGCM実験: 同期回転惑星の気候の調査を継続する. 本年度は, 昨年度に引き続き, 夜半球表面における水蒸気の凝結および氷床の成長を考慮して同期回転惑星上に液体の水が存在し得るかどうかについて検討を行なう.
(3) 陸惑星設定のGCM実験: 全球が陸で覆われた陸惑星設定の気候計算を継続する. 自転傾斜角を変更した実験を実施することにより陸惑星表層における液体の水の存在条件に関する検討をおこなう.
(4) 模擬観測: 昨年度に出版した Nakagawa et al. (2020) の拡張を行い, 地球とは異なる条件下にある惑星, 例えば同期回転惑星の模擬観測およびその結果を用いた惑星諸量の推定に関する検討をおこなう.
(5) 雲モデルに関する検討: これまでにおこなってきた数値実験では簡略化した雲モデルを用いてきた. 本年度は, これまでに得られた結果における雲の振る舞いを観察することにより, 雲モデルの問題点の洗い出しを行い, 雲モデルの改良に関する検討を行なう.
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