A numerical study on the climate of synchronously rotating terrestrial planets

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 20540223
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: ISHIWATARI Masaki Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 准教授 (90271692)
• Project Period (FY): 2008 – 2011
• Keywords: 惑星大気 / 系外惑星 / 気候多様性 / 大気大循環モデル / 暴走温室状態 / 全球凍結状態 / 自転角速度 / 太陽定数

Research Abstract

本研究では,中心星の近傍に存在する系外惑星を念頭におき,同期回転している(公転周期と自転周期が等しい) 地球型惑星において存在しうる気候状態の探索を行なう.大気大循環モデルを用いて,自転角速度・太陽定数を変化させたパラメータ実験を行ない湿潤同期回転惑星に生じる気候状態の多様性,その遷移メカニズムを明らかにする
まず,放射特性が波長に依存しない灰色大気の場合について,入射放射量と自転角速度を変化させたパラメータスタディを行い,全球凍結状態・海洋存在状態(部分凍結状態もしくは氷無し状態)・暴走温室状態の気候状態が現れるパラメータ範囲,同時に気候状態の遷移を起こすメカニズムについて考察を行う
次に,赤色矮星の周囲の同期回転惑星を念頭においた場合について,地球とは異なる場合に対する惑星放射スキームを作成し,それを用いたパラメータ実験を行ない,赤色矮星の周囲の同期回転惑星において温暖な気候が発生する条件を求める
これらの数値計算により,同期回転惑星表層で液体の水が存在できる条件を明らかにし,系外惑星における生命存在可能性を考える手がかりを提供することを目指す

Research Products

• [Journal Article] 同期回転惑星大気における循環構造. (2009)
  • Author(s): 石渡正樹、中島健介、森川靖大、高橋芳幸、小高正嗣、倉本圭、林祥介
  • Journal Title: 第23回大気圏シンポジウムプロシーディング (http://www.isas.ac.jp/j/researchers/symp/2009/image/0226 proc/5-5.pdf)
• [Presentation] 同期回転惑星における太陽定数増大実験. (2011)
  • Author(s): 納多哲史、石渡正樹、中島健介、高橋芳幸、森川靖大, 他
  • Organizer: 第25回大気圏シンポジウム
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究本部
  • Year and Date: 2011-02-21
• [Presentation] 同期回転惑星における太陽定数増大実験. (2010)
  • Author(s): 納多哲史、石渡正樹、中島健介、高橋芳幸、森川靖大, 他
  • Organizer: 気象学会秋季大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ.
  • Year and Date: 2010-10-29
• [Presentation] 同期回転惑星の大気大循環とその自転角速度依存性. (2010)
  • Author(s): 納多哲史、石渡正樹、中島健介、高橋芳幸、森川靖大, 他
  • Organizer: 気象学会春季大会
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター.
  • Year and Date: 2010-05-26