2021 Fiscal Year Annual Research Report
大気波動を介した下層大気から宇宙への物質輸送の研究
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19K03943
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中川 広務 東北大学, 理学研究科, 助教 (30463772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 翔平 東北大学, 理学研究科, 客員研究者 (60773629) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 火星 / 大気重力波 / 水 / 物質輸送 / 探査機 / 望遠鏡 / 観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、超高層への水・物質輸送過程を明らかにすべく、特に大気波動を介した領域間結合に着目して、探査機と地上望遠鏡による観測を実施し、以下を達成した。
（１）エアロゾル多重散乱高速放射計算コードJACOSPAR火星版の開発を進めた結果、疑似データを用いた検証が無事に終わり、火星大気中のダスト・氷雲の密度および粒径の導出に世界で初めて正解した。計算時間も先行研究に比べ格段に短縮された。MEX/OMEGAによって得られた観測データを用いた実検証に移行し、これまでの成果を学術論文にまとめている。
（２）MAVEN/IUVSおよびTGO/NOMADを用いた火星中層大気の掩蔽観測データを用いて、水蒸気の鉛直輸送過程を明らかにし、南北半球で水蒸気分布が大きく異なること、また惑星規模のハドレー循環が水蒸気を高高度に輸送している様子を明らかにした。また、夜側にモデル予測値よりも100Kも温度の高い異常昇温層を発見した他、擾乱成分のスペクトル解析から波長の比較的長い大気重力波成分が上方伝搬し超高層大気に大きく影響を及ぼす様子を初めて明らかにした。地上観測によりダストストーム中では中層大気で高速の東西風が加速される様子を捉え、大気重力波や水蒸気の伝搬過程に背景風の変化が影響を及ぼすことがわかった。
（３）MAVEN/NGIMSを用いてより高高度の大気組成変化を調べた結果、下層大気の季節変化やダストストームに伴う変動が宇宙に散逸しうる超高層大気組成を大きく変化させうることが明らかになった。これには下層から伝搬する大気重力波が中層大気で砕破・飽和することで乱流活動が活発になり、均一圏界面高度を大きく変化させうることが原因であることが明らかになりつつある。
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[Presentation] Mesospheric response during 2018 planetary encircling dust event on Mars2022
Author(s)
H. Nakagawa, S. Gupta, S. Jain, N. Schneider, J. Fayu, R. Yelle, L. Verdier, F. Montmessin; Tohoku Univ., Univ. Colorado, Univ. Arizona, LATMOS
Organizer
惑星圏研究会
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[Presentation] Mars Ice Mapperとの協働による戦略的海外計画提案に向けたオーロラカメラ機器開発検討2022
Author(s)
中川広務, 山崎敦, 坂野井健, 武山芸英, 塩谷圭吾, 石橋高, 高島健, 原田裕己, 原拓也, 青木 翔平, 益永圭, 堺正太朗, 斎藤昭則, 穂積裕太, 吹澤瑞貴, 中村勇貴, 寺田直樹, 関華奈子, Nick Schneider, Sonal Jain, Justin Deighan
Organizer
宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] TGO/NOMADからリトリーバルした火星中間圏・下部熱圏の CO/CO2分布の変動2021
Author(s)
Yoshida, N., H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A. C. Vandaele, I. Murata, I. Thomas, F. Daerden, L. Neary, L. Trompet, S. Koyama, N. Terada, Y. Kasaba, B. Ristic, M. Patel, G, Bellucci, and J. J. Lopez-Moreno
Organizer
SGEPSS
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[Presentation] 火星熱圏・電離圏にみら れる密度擾乱の励起源2021
Author(s)
中川広務, Scott England, 吉田奈央, 堺正太朗, 原田裕己, Mehdi Benna, 寺田香織, 寺田直樹, 藤原均, 今村剛, 関華奈子
Organizer
SGEPSS
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[Presentation] 火星衛星探査計画MMXによる火星気象観測2021
Author(s)
青木翔平, 中川広務, 小郷原一智, 今村剛, 神山徹, 今井正尭, 佐藤隆雄, 佐川英夫, 益永圭, 寺田直樹, 臼井寛裕, MMX火星圏サブサイエンスチーム
Organizer
日本気象学会秋季大会
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[Presentation] MMX搭載赤外線分光計MIRSの 科学目標と開発状況2021
Author(s)
岩田隆浩, 中川広務, 土屋史紀, 中村智樹, Maria Antonietta Barucci, Jean-Michel Reess, Pernelle Bernardi, Alain Doressoundiram, Sonia Fornasier, Michel Le Du, Eric Sawyer , Veronique Tyrou
Organizer
日本惑星科学会
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[Presentation] Variation of CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere retrieved from TGO/NOMAD2021
Author(s)
Yoshida, N., H. Nakagawa, S. Aoki, J. Erwin, A. C. Vandaele, I. Murata, I. Thomas, F. Daerden, L. Neary, S. Koyama, N. Terada, Y. Kasaba, B. Ristic, M. Patel, G. Bellucci, and J.-J. Lopez Moreno
Organizer
EPSC
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[Presentation] MIRS Imaging Spectrometer for the Martian Moon Explorer (MMX) Mission2021
Author(s)
S. Fornasier, M.A. Barucci, J.M. Reess, P. Bernardi, M. Le Du, A. Doressoundiram, T. Iwata, H. Nakagawa, T. Nakamura, F. Chapron, N. Nguyen Tuong, J. Parisot, M. Castelnau, A. Bour, F. Tache, and MIRS Team
Organizer
EPSC
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[Presentation] Observation opportunities for Mars atmosphere with the MIRS instrument aboard the Martian Moon eXploration mission2021
Author(s)
A. Doressoundiram, T. Gautier, M.A. Barucci, S. Fornasier, S. Aoki, J.M. Reess, P. Bernardi, M. Le Du, E. Sawyer, T. Iwata, H. Nakagawa, T. Nakamura and MIRS Team
Organizer
EPSC
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[Presentation] Phobos and Deimos as observed by MIRS spectrometer on board of Martian Moon eXploration (MMX) mission2021
Author(s)
M.A. Barucci, J.M. Reess , P. Bernardi, M. Le Du , A. Doressoundiram, S. Fornasier, E. Sawyer, T. Iwata, H. Nakagawa, T. Nakamura, and MIRS Team
Organizer
EPSC
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