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Numerical Modeling of Moist Convection in Jovian Planets -- dependency on radiative forcing and abundances of condensible species --

Research Project

Project/Area Number 17K05656
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionMatsue National College of Technology

Principal Investigator

Sugiyama Ko-ichiro  松江工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (60463733)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中島 健介  九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords木星大気 / 雲対流 / 雲解像モデル / 数値モデリング / 木星型惑星 / 惑星大気 / 惑星気象学
Outline of Final Research Achievements

Numerical simulations of cloud convection in Jovian planets are performed. A prominent feature is that intense moist convections occur intermittently even in the parameter range where convection inhibition has been estimated based on thermodynamic consideration. The intense convective activities are organized like "squall lines" in the earth's atmosphere. That is, evaporation of rain falling from the upper clouds drives downward flow, which is braked around the stable layer at the condensation or chemical reaction level and forms a strong horizontal "cold air outflow". At the front of the outflow, intense horizontal convergence triggers new convective clouds overcoming the negative buoyancy due to the large mixing ratio of condensable species. In this series of cloud developments, the statically stable condensation or chemical reaction level acts like "ground surface" for the Earth's squall lines.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の独創的な点は,1つの数値モデルの枠組みの中で,個々の雲の生成消滅の様相を調べるだけでなく,雲の生成消滅が繰り返された結果として決まる環境場としての流れ場および平均的な温度・成層・物質分布を一度に求めることにある.本研究のシミュレーション結果は力学的に保障されたものであり,従来の考察よりも現実的な雲対流構造を示すと考えられる.このような枠組みにおいて,木星型惑星の基本条件の1つである凝結性成分が多い条件下で発生する雲対流の定性的特徴を得たことは,今後の木星型惑星大気の理解の基礎となる.

Report

(7 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] 木星型惑星の大気における蒸発下降流の抑制について2023

    • Author(s)
      永里 奈々
    • Journal Title

      九州大学大学院理学府 地球惑星科学専攻 修士論文

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    • Journal Title

      宇宙科学情報解析論文誌

      Volume: JAXA-RR-22-009 Pages: 41-49

    • URL

      https://jaxa.repo.nii.ac.jp/records/49188

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  • [Journal Article] 大規模惑星大気数値シミュレーションデータの可視化ツールの開発 - 地図投影の切り替えと共有機能の実装 -2023

    • Author(s)
      森脇 大智
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      松江工業高等専門学校専攻科論文

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      松江工業高等専門学校専攻科論文

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    • Journal Title

      宇宙科学情報解析論文誌

      Volume: 1 Pages: 127-137

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      森脇 大智
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      関口 太郎
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      福之上 嘉刀
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      九州大学大学院理学府 地球惑星科学専攻 修士論文

      Volume: - Pages: 1-34

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      森脇 大智, 村橋 究理基, 石渡 正樹, 樫村 博基, 高橋 芳幸, 林 祥介, 杉山 耕一朗
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      森脇 大智, 村橋 究理基, 石渡 正樹, 林 祥介, 杉山 耕一朗
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      森脇 大智,村橋 究理基,石渡 正樹,林 祥介,杉山 耕一朗
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      宇宙科学情報解析シンポジウム
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      関口 太郎,杉山 耕一朗,石渡 正樹,中島 健介,倉本 圭,林 祥介
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  • [Presentation] 木星の雲対流の数値計算 ~放射伝達計算による平均冷却鉛直分布を与えた場合~2021

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      関口 太郎,杉山 耕一朗,石渡 正樹,中島 健介,倉本 圭,林 祥介
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      日本気象学会2021年度春季大会
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  • [Presentation] ウェブ地図技術を用いた大規模惑星大気 数値シミュレーションデータの可視化2021

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      杉山 耕一朗,松村 和樹,森脇 大智,村橋 究理基,石渡 正樹,林 祥介
    • Organizer
      ARC-Space拠点集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Inhibition of moist convection in the atmospheres of Jovian planets: the case of NH4SH formation by chemical reaction of NH3 and H2S2020

    • Author(s)
      K. Sugiyama, K. Nakajima, K. Kuramoto, and Y.-Y. Hayashi
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      JPGU-AGU Joint Meeting 2020
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  • [Presentation] Numerical Modeling of Moist Convection in Jovian Planets considering negative buoyancy due to large amount of heavy components2020

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      K. Sugiyama, K. Nakajima, K. Kuramoto, and Y.-Y. Hayashi
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      AGU Fall Meeting 2020
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  • [Presentation] 凝結性成分による対流抑制条件を念頭においた木星型惑星の雲対流の数値計算2020

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      杉山 耕一朗,中島 健介,倉本 圭,林 祥介
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      日本気象学会2020年春季大会
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  • [Presentation] 杉山 耕一朗, 松村 和樹, 森脇 大智, 村橋 究理基, 石渡 正樹, 林 祥介2020

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      ウェブ地図技術を用いた大規模惑星大気数値シミュレーションデータ可視化ツールdcwmtの開発
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      日本惑星科学会2020年秋季講演会
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  • [Presentation] Web地図技術を用いた大規模惑星大気数値シミュレーションデータの可視化2020

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      松村 和樹,杉山 耕一朗,村橋 究理基,石渡 正樹,林 祥介
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      JPGU-AGU Joint Meeting 2020
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  • [Presentation] 凝結性成分による対流抑制条件を念頭においた木星型惑星の雲対流の数値計算2020

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      杉山 耕一朗,中島 健介,倉本 圭,林 祥介
    • Organizer
      日本気象学会 2020年 春季大会
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  • [Presentation] Inhibition of moist convection in the atmospheres of Jovian planets: the case of NH4SH formation by chemical reaction of NH3 and H2S2020

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      K. Sugiyama, K. K. Nakajima, Kuramoto, and Y.-Y. Hayashi
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      中島 健介,福之上嘉刀,杉山耕一朗
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  • [Presentation] NH4SH生成反応による対流抑制条件を念頭においた木星型惑星の雲対流の数値計算2019

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      杉山 耕一朗,中島 健介,倉本 圭,林 祥介
    • Organizer
      日本惑星科学会 2019年 秋季講演会
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  • [Presentation] Inhibition of moist convection in the atmospheres of Jovian planets: the case of formation of NH4SH by chemical reaction by chemical reaction of NH3 and H2S2019

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      K. Nakajima, H. Fukunoue, K. Sugiyama, K. Kuramoto, and Y.-Y. Hayashi
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  • [Presentation] 木星型惑星における湿潤対流の禁止条件について2019

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      中島 健介, 福之上 嘉刀
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  • [Presentation] Superstorms on Jupiter: Convection, volatiles, clouds, and lightning near Juno's 4th orbit2018

    • Author(s)
      Wong, M., Bjoraker, G., Brown, S. T., Rogers, J., de Pater, I., Tollefson, J., Goullaud, C., Moeckel, C., Simon, A., Li, C., Sugiyama, K., Nakajima, K.
    • Organizer
      American Astronomical Society, DPS meeting #50
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 杉山耕一朗, 中島健介, 小高正嗣, 倉本圭, 林祥介2018

    • Author(s)
      木星型惑星を想定した雲対流の数値計算~凝結性成分が多いケース~
    • Organizer
      JpGU Meeting 2018
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  • [Presentation] 高温多湿大気における積雲対流の数値実験2017

    • Author(s)
      中島健介, 谷川琢也, 杉山耕一朗, 小高正嗣, 石渡正樹, 竹広真一, 林祥介
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
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      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2024-01-30  

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