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2022 Fiscal Year Research-status Report

電波掩蔽観測による金星熱潮汐波の三次元構造の解明と大気超回転理論の検証

Research Project

Project/Area Number 20K14540
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

安藤 紘基  京都産業大学, 理学部, 助教 (00706335)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords金星大気 / あかつき / 電波掩蔽
Outline of Annual Research Achievements

金星大気スーパーローテーションの生成・維持メカニズムとして、鉛直伝播する熱潮汐波に伴う角運動量輸送が理論的に提唱されている。本研究では、金星探査機あかつきの電波掩蔽観測データを解析することで熱潮汐波の鉛直構造を明らかにし、それに伴う角運動量輸送量を定量することが目的である。2016年から2022年までの電波掩蔽観測データを用いて、熱潮汐波に伴う気温擾乱の地方時-高度分布を導出し、熱力学方程式と連続の式を利用して熱潮汐波に伴う東西風と鉛直流を計算した。その結果、雲層から上の角運動量輸送量は過去の理論研究と同程度であることが分かった。来年度は、測定誤差の定量と過去の理論研究との比較を徹底的に行い、それが済み次第速やかに論文にまとめて海外の科学雑誌に投稿する予定である。
一方、あかつき紫外観測で得られた雲頂高度における風速データを金星大気大循環モデルに同化して、金星極域に見られる独特な熱構造(コールドカラーと温暖極)の生成・維持メカニズムについて考察した。雲頂高度の風速分布が現実的になったことで、温度風の関係を介して雲頂周辺の気温分布も改善され、実際の観測と整合するような金星極域の熱構造が再現できた。これは、金星極域の熱構造が主に大気力学によって決まることを示唆している。この研究成果については既に海外の科学雑誌に投稿済みであり、2023年4月初旬に Journal of Geophysical Research にアクセプトされた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

金星大気スーパーローテーションの生成・維持メカニズムとして、鉛直伝播する熱潮汐波に伴う角運動量輸送が有力視されている。2016年から2022年に取得された金星探査機あかつきの電波掩蔽観測データを解析することで、熱潮汐波に伴う気温擾乱の地方時-高度分布を導出した。さらに、熱力学方程式と連続の式を利用して熱潮汐波に伴う東西風と鉛直流を計算し、雲層から上の角運動量輸送量を定量した。このような方法は過去に類を見ないものであり、観測結果から角運動量輸送量の高度分布を直接定量することができた。また、過去の理論研究と比較しても角運動量輸送量が同程度であった。これらは、熱潮汐波メカニズムを世界で初めて観測的に検証したことを意味する。故に、本研究課題の進捗状況は、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

角運動量輸送量を定量できたが、測定誤差の影響まで定量できていない。故に、今度の研究の方針として、角運動量輸送量の誤差を詳しく解析し、結果の妥当性を確認する。また、過去の理論研究との比較も行い、熱潮汐波メカニズムを徹底検証する。これらが済み次第、速やかに論文にまとめて海外の科学雑誌に投稿する。

Causes of Carryover

コロナウイルスの影響で、海外での打ち合わせが次々に中止になり、基本的にオンライン会議になってしまった。また、大型計算機の購入も予定していたが半導体の入手が困難になったこともあり、大型計算機を年度内に購入できなかった。次年度はコロナウイルスによる海外渡航制限も大幅に緩和されるため、以前のように精力的に海外の研究チームと対面での打ち合わせを実施したい。また、早めに大型計算機の購入も進めていきたい。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Akatsuki LIR observing system simulation experiments evaluated by thermal tides in the Venus atmosphere2022

    • Author(s)
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Komori Nobumasa、Ando Hiroki、Kouyama Toru、Takagi Masahiro
    • Journal Title

      Geoscience Letters

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1186/s40562-022-00253-8

    • Open Access
  • [Journal Article] A Sensitivity Study of the Thermal Tides in the Venusian Atmosphere: Structures and Dynamical Effects on the Superrotation2022

    • Author(s)
      Suzuki Anna、Takagi Masahiro、Ando Hiroki、Imai Masataka、Sugimoto Norihiko、Matsuda Yoshihisa
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Planets

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2022je007243

    • Open Access
  • [Journal Article] A GCM Study on the 4‐Day and 5‐Day Waves in the Venus Atmosphere2022

    • Author(s)
      Takagi Masahiro、Ando Hiroki、Sugimoto Norihiko、Matsuda Yoshihisa
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Planets

      Volume: 127 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2021JE007164

    • Open Access
  • [Journal Article] Observation of the Solar Corona Using Radio Scintillation with the Akatsuki Spacecraft: Difference Between Fast and Slow Wind2022

    • Author(s)
      Chiba Shota、Imamura Takeshi、Tokumaru Munetoshi、Shiota Daikou、Matsumoto Takuma、Ando Hiroki、Takeuchi Hiroshi、Murata Yasuhiro、Yamazaki Atsushi、H?usler Bernd、P?tzold Martin
    • Journal Title

      Solar Physics

      Volume: 297 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s11207-022-01968-9

    • Open Access
  • [Journal Article] Kelvin Wave and Its Impact on the Venus Atmosphere Tested by Observing System Simulation Experiment2022

    • Author(s)
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Shirasaka Mimo、Abe Mirai、Murakami Shin-ya、Kouyama Toru、Ando Hiroki、Takagi Masahiro、Yamamoto Masaru
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 13 Pages: 182~182

    • DOI

      10.3390/atmos13020182

    • Open Access
  • [Presentation] あかつき電波掩蔽観測による金星大気中の硫酸蒸気混合比の測定2023

    • Author(s)
      安藤紘基、野口克行、尾沼日奈子、今村剛、佐川英夫
    • Organizer
      惑星圏研究会2023
  • [Presentation] Venusian atmospheric structures revealed by Akatsuki radio occultation measurements2023

    • Author(s)
      Hiroki Ando, Takeshi Imamura, Katsuyuki Noguchi, Silvia Tellmann, Martin Paetzold, Bernd Haeusler, Raj Kumar Choudhary, Maria Antonia
    • Organizer
      Venus Surface and Atmosphere Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Vertical structure of thermal tides in the Venus equatorial region revealed by Akatsuki radio occultation measurements2022

    • Author(s)
      Hiroki Ando, Katsuyuki Noguchi, Takeshi Imamura, Masahiro Takagi, Norihiko Sugimoto, Yoshihisa Matsuda, Silvia Tellmann, Martin Paetzold, Bernd Haeusler, Sanjay Limaye, Raj Kumar Choudhary, Maria Antonia
    • Organizer
      AGU2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] あかつき水平風速データ同化を用いた金星GCMによるコールドカラーの再現2022

    • Author(s)
      安藤紘基、藤澤由貴子、杉本憲彦、高木征弘、松田佳久
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会(SGEPSS)

URL: 

Published: 2023-12-25  

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