2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21654066
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中島 健介 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10192668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石渡 正樹 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90271692)
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| Keywords | 系外惑星 / 地球流体力学 / 海洋大循環 / 惑星科学 / ハビタブル惑星 / アストロバイオロジー |
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| Research Abstract |
平成23・24年度を通して鉛直一層の理想化海洋数値モデルを構成し数値実験を行った結果、同期回転する系外惑星の全球を覆う海洋大循環の基本的力学について、以下の3点を明らかにすることができた。
（1）同期回転惑星における降水・蒸発はもっぱら昼半球で生じるが、海洋運動は全惑星を席巻した東西流となる。その理由は、局在する降水・蒸発によって励起される惑星規模波動が、気候学的な時間スケールのうちに東西に分散し、最後には東西一様な成分だけが残る、という惑星波動の力学による。この東西一様な流れの南北構造について数学的考察を加えた結果、流れの強さが時間の一次関数になる事など、数値モデル実験の結果を再現することができた。
（2）上で述べた東西流が最終的にどの強度で定常に達するかについて、海底摩擦を導入した考察を行った結果、我々の地球と同程度の表面温度を持つ同期回転惑星については、毎秒3センチメートル程度に留まることがわかった。これは一見、弱いように思われるが、海洋の全深度に及ぶものであるので、これによる昼夜半球の熱輸送は大気運動の寄与に匹敵することがわかった。
（3）風により駆動される循環もまた、降水・蒸発と同様、東西一様な流れを駆動するが、その強度は典型的には降水・蒸発が駆動するものの数十倍に達することが分かった。従って、これによる昼夜半球間の熱輸送は、大気熱輸送を大きく超える可能性がある。ただし、このように大きな海洋熱輸送が存在すれば、大気循環の構造も大きく影響を受ける可能性が高いことに留意せねばならない。
以上の結果は、海洋運動が系外惑星の表層環境ひいては生命存在可能性の決定において本質的な重要性を持つ可能性を強く示唆するものである。海洋循環の3次元構造、大気との相互作用、またこれに関わる海氷などの物理過程が重要な問題として残されているが、これらは将来の課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
23年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
23年度が最終年度であるため、記入しない。
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