2014 Fiscal Year Research-status Report
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25400219
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 健介 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10192668)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 系外惑星 / 気候 / 同期回転惑星 / 惑星半径 / 太陽定数 / 暴走温室状態 / 大気大循環モデル / 昼夜間熱輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では, 系外惑星における生命存在可能性を規定する暴走温室状態の発生条件を明らかにすることを目的として, 雲スキームを組み込んだ大気大循環モデルを用いたパラメータ実験により様々な惑星半径や自転角速度に対して暴走温室状態が発生する太陽定数の臨界値を求める. 平成 26 年度は, 当初予定で平成 25 年度おこなう予定であった惑星半径変更実験およびた鉛直 1 次元放射対流平衡モデルを用いた考察をおこなった.
本研究課題では, 3 次元大気大循環モデルと 1 次元放射対流平衡モデルの 2 種のモデルを使用した. 大気大循環モデルとして用いたものは, 惑星大気大循環モデル DCPAM (高橋他, 2013)である. 放射過程においては, 水蒸気, CO2, 雲による短波および長波の吸収を考慮した. 入射放射分布として, 西半球のみ入射が存在する固定した分布を与える. 1 次元モデルは, DCAPM の物理過程モジュールを用いて鉛直 1 次元平衡解を求めるものである. 地表面温度を与え, 大気構造を決定する.
DCAPM を用いて, 昼半球と夜半球が固定された同期回転惑星設定における惑星半径変更依存性実験をおこなった. その結果, 惑星半径の増加に従い, 表面温度の夜半球平均値は単調減少することがわかった. 昼夜間熱輸送量は惑星半径の増加に応じて単調減少しており, 夜半球表面温度の減少と整合的なものとなっていた. また, 1 次元モデルを用いて, 表面温度を 250K から 500K まで変化させて 1 次元放射対流平衡解を求めた. この結果から, 大気上端における外向き赤外放射量 (OLR) の上限値は330 W m-2 であることがわかった. この結果は, 平成 27 年度以降に実施する太陽定数変更実験の結果を解釈する際に活用する予定である.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成 25 年度において, 半径を変えた予備実験をおこなうことができなかったが, 平成 26 年度内に実施することによりおおむね当初計画で考えていた内容まで進むことができたからである.
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| Strategy for Future Research Activity |
上に述べたように, 研究計画は概ね順調に進んでいると言える. これまでの成果を踏まえて検討したところ, 計画を変更する必要はないと考えられる. よって当初計画どおりに以下を実行していく.
● 太陽定数増大実験を行うための GCM 設定に関する検討,
● 系外惑星における暴走臨界値を求めるパラメータスイープ実験
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| Causes of Carryover |
平成２６年度は、惑星半径依存性実験において予想していよりも明確な結果を少ない実験数で求めることができた。このため、データのバックアップなどのための物品を購入する必要がなくなった。不必要な物品を購入するのではなく、平成２７年度から開始予定の太陽定数変更実験で生成される大量データのバックアップのための物品を２７年度に購入したほうが良いと判断した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
データをバックアップするためのディスクや記録メディアの購入にあてる予定である。
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