2019 Fiscal Year Research-status Report
Frontier of detailed understanding of meteorology on Mars and approach to its forecasting with high-resolution atmospheric simulations
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19K03980
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
黒田 剛史 東北大学, 理学研究科, 助教 (40613394)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 火星 / 大気大循環モデル / 大気物質循環 / 大気重力波 / 国際研究者交流・ドイツ / 国際研究者交流・米国 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は静力学火星大気大循環モデル(DRAMATIC MGCM)を用いた大気重力波と水循環過程の研究を行った。DRAMATIC MGCMによる現在火星の水循環・HDO/H2O同位体分別及びCO2降雪の計算において、水平分解能(グリッド間隔)を約333km～67kmの間で変化させる中でどのように結果が変わるかを各分解能のモデルの中で再現可能な力学過程(重力波など)の差からまとめる研究を行い、現在論文投稿準備中である。またその応用として、高分解能(グリッド間隔約67km)DRAMATIC MGCMを用いて、火星地表面における水蒸気の放出源として考えられるRSL(Recurring Slope Lineare)からの水蒸気放出を仮定した計算も行い、今後観測との連携及び論文化を予定している。
また火星大気重力波の研究においては、これまで行ってきた高分解能DRAMATIC MGCMを用いての重力波の励起・伝播と中層大気場に与える影響の研究をベースに、2018年の全球ダストストームに対応するダスト量を導入した上で同様の計算を行い、ダストストーム中の火星探査機Mars Climate Sounderによる観測から窺える重力波の様相との比較・議論をまとめた論文を執筆、近々投稿予定となっている。また火星探査機MAVEN及び地上望遠鏡の観測データ解析研究にも加わり、北半球春季～夏季に見られる夜間低緯度中間圏の昇温についてGeophysical Research Lettersに論文を発表、さらにこの現象及び全球ダストストーム中の中間圏風速といったトピックについて理論的説明を行うべく、高分解能DRAMATIC MGCMの改良(上端約120kmまでの拡張)を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定である水平分解能を約22kmまで上げての計算はこれからの段階であるが、研究実績の概要にある通り現状の約67km分解能での計算でも本研究は観測研究者からの様々なニーズがあり、RSLからの水蒸気放出、全球ダストストームによる大気場の変化など当初の予定になかったトピックも含めて、論文を量産する見込みが立っている。その意味では、本研究は当初の計画以上の進展が見込まれるものといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の進捗内容を引き続き進め、水循環及びCO2降雪シミュレーションの水平分解能依存性、RSLからの水蒸気放出計算と観測への示唆、全球ダストストームによる重力波の励起・伝播と中層大気場に与える影響の変化、MAVENで観測された半球春季～夏季に見られる夜間中間圏の昇温の理論的解明の各トピックについて論文成果を出すことを目指す。
また当初の研究計画に記した火星モデルの非静力学化・超高分解能化については、同一の目的を持ち最高900m水平分解能での全球火星大気シミュレーションを目指すSCALE-GMを用いたプロジェクト(「富岳」成果創出加速プログラム「宇宙の構造形成と進化から惑星表層環境変動までの統一的描像の構築」サブ課題D「太陽活動と惑星環境変動の解明」の中で遂行)に参画し、DRAMATIC MGCMを土台に開発した火星特有の物理過程をこちらに導入するなどの役割で貢献することになったため、当初計画より効率的に進行することが期待される。
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| Causes of Carryover |
予定していたワークステーションの購入を既存のものを流用することで見送ったため、629,340円の次年度使用額が生じた。今後成果発表をより精力的に行うべく、国際学会への旅費及び論文投稿料に充てる。
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[Journal Article] A Warm Layer in the Nightside Mesosphere of Mars2020
Author(s)
Nakagawa Hiromu、Jain Sonal K.、Schneider Nicholas M.、Montmessin Franck、Yelle Roger V.、Jiang Fayu、Verdier Loic、Kuroda Takeshi、Yoshida Nao、Fujiwara Hitoshi、Imamura Takeshi、Terada Naoki、Terada Kaori、Seki Kanako、Gr?ller Hannes、Deighan Justin I.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 47
Pages: e2019GL085646
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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