2016 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
25400219
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (90271692)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 健介 九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 系外惑星 / 気候 / 同期回転惑星 / 太陽定数 / 暴走温室状態 / 大気大循環モデル / 射出限界 / 惑星半径 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は, 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である. 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を実施し, 様々な自転角速度・惑星半径・日射分布に対して暴走温室状態が発生する太陽定数の臨界値を決定する.
昨年度までに, 同期回転日射分布を用いた場合でも地球的日射分布を用いた場合でも大気の赤外放射量の上限値が存在し, 全球平均日射吸収量がこれを越えると暴走温室状態が発生することが示された. 平成 28 年度以降は, 上記の考察を更に拡張し惑星半径を変更した場合について考察を進めることにした.
平成 28 年度は日変化・季節変化が起こる地球的な日射分布を用いて惑星半径変更実験を行なった. 用いたモデルは, 惑星大気大循環モデル DCPAM (高橋他, 2013) である. 惑星半径として, 20000km, 6400km, 1000km の 3 通りのものを用いた. 太陽定数として地球の値 (1366W/m2) を用いた. 上記 3 通りの惑星半径の値を用いた場合について計算を行なったところ, 20000km, 6400km の場合は 5 年積分を実行することができたが, 1000km とした場合には数値計算不安定が発生してしまった. 現在タイムステップを短くした場合についてテスト計算を実行しており, 数値積分が可能となる計算設定を探っている状況である. 積分を実行することができた惑星半径 20000km の場合では, 6400km の場合に比べて南北温度差が増加していた. これは南北熱輸送量の減少によってもたらされたものと想像される. 平成 29 年度には, 太陽定数も変化させた実験を行ない南北熱輸送量が変化した場合に赤外放射の上限値はどの程度変化するか, 更に暴走温室状態の発生条件を調査する予定である.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
既に本課題における中心的テーマである暴走温室状態の発生条件に関する基礎的な知見を得ることができており, 残る問題は惑星半径を変更した場合における暴走温室状態の発生条件の決定のみとなっている. 平成 28 年度には, 太陽定数を固定した場合ではあるものの惑星半径を変更した数値実験を開始することができたので研究期間内には計画を遂行できると考えられる.
|
| Strategy for Future Research Activity |
上に述べたように, 研究計画は順調に進んでいる. 平成 29 年度は課題として残っている, 暴走温室状態の発生条件の惑星半径依存性を調査する. 研究は順調に進んでいるので, 当初計画していなかった海陸比の違いを考慮した考察も行なうことにする. 様々な仮想的大陸配置を与えた場合における太陽定数変更実験を行ない, それぞれの設定における大気構造を求めた上で暴走温室状態の発生条件の決定を目指す.
|
-
[Journal Article] The circulation pattern and day-night heat transport in the atmosphere of a synchronously rotating aquaplanet: Dependence on planetary rotation rate2017
Author(s)
Noda, S., Ishiwatari, M., Nakajima, K., Takahashi, Y. O., Takehiro, S., Onishi, M., Hashimoto, G. L., Kuramoto, K., Hayashi Y.-Y.,
-
Journal Title
Icarus
Volume: 282
Pages: 1-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
[Presentation] A numerical experiment on occurrence condition of the runaway greenhouse state with an atmospheric general circulation model.2016
Author(s)
Ishiwatari, M., Noda, S., Nakajima, K., Takahashi, Y. O., Takehiro, S., Hayashi, Y.-Y.,
Organizer
AOGS
Place of Presentation
China National Convention Centre, Beijing, China
Year and Date
2016-08-04 – 2016-08-04
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] 地球型系外惑星の気候の数値的探索2016
Author(s)
石渡正樹, 納多哲史, 中島健介, 高橋芳幸, 竹広真一, 林祥介
Organizer
日本地球惑星科学連合 2016 年大会
Place of Presentation
幕張メッセ国際会議場, 千葉県千葉市
Year and Date
2016-05-24 – 2016-05-24
-
