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階層的数値モデルによる金星大気重力波の励起、伝播、散逸過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H01971
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

杉本 憲彦  慶應義塾大学, 法学部(日吉), 教授 (10402538)

研究分担者 高木 征弘  京都産業大学, 理学部, 教授 (00323494)
安藤 紘基  京都産業大学, 理学部, 助教 (00706335)
野口 克行  奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (20397839)
黒田 剛史  東北大学, 理学研究科, 助教 (40613394)
宮本 佳明  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (90612185)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード大気重力波 / 金星 / パラメタリゼーション / データ同化 / 観測システムシミュレーション実験
研究開始時の研究の概要

大気重力波は、運動量やエネルギーを輸送、再分配し、惑星大気において重要な働きを担う。近年、観測と数値モデルの両面で高解像度化が進み、地球大気の重力波が解像できるようになりつつある。しかし、金星大気においては、重力波の励起、伝播、散逸の諸過程に関する理解はほとんど得られていない。本課題では、階層的な数値モデルを用いて、金星大気の重力波の諸過程を包括的に解明する。様々な励起源からの重力波をモデル内で再現・定量化し、さらに自発的放射も含めた新しい重力波パラメタリゼーションを構築することが最終的な目標である。

研究成果の概要

大気重力波は、運動量やエネルギーを輸送、再分配し、惑星大気において重要な働きを担う。本課題では、階層的な数値モデルを用いて、金星大気の重力波の諸過程を包括的に解明することを目標とした。
その結果、惑星規模の重力波である熱潮汐波の励起、伝播、散逸による運動量輸送のみならず、短周期の重力波である赤道ケルビン波の励起メカニズムや雲量変動への役割、さらには小規模な重力波が熱潮汐波から自発的に励起され、運動量の再分配を担うことまで、世界初となる様々な成果をあげた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金星は地球の姉妹星と称されるが、その大気大循環は地球と大きく異なっている。この大気大循環の違いが、どのような力学の相違によるのかを理解することは、大気科学や流体力学のもっとも重要な学術的「問い」の一つである。
本研究では、モデル内の取扱いや理論的な理解が不十分な金星の大気重力波に焦点をあて、階層的な数値モデルを用いて、重力波の励起、伝播、散逸といった諸過程を調べ、その大気大循環への役割を世界で初めて明らかにした、大きな学術的意義がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (18件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 5件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] NASA(米国)

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  • [国際共同研究] Bilboko Ingeniaritza Eskola(スペイン)

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  • [国際共同研究] Indian Space Research Organization(インド)

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  • [国際共同研究] NASA(米国)

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  • [雑誌論文] Super-rotation independent of horizontal diffusion reproduced in a Venus GCM2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Komori Nobumasa、Kashimura Hiroki、Takagi Masahiro、Matsuda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s40623-023-01806-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vertical‐Wind‐Induced Cloud Opacity Variation in Low Latitudes Simulated by a Venus GCM2023

    • 著者名/発表者名
      Karyu Hiroki、Kuroda Takeshi、Itoh Kazunari、Nitta Akira、Ikeda Kohei、Yamamoto Masaru、Sugimoto Norihiko、Terada Naoki、Kasaba Yasumasa、Takahashi Masaaki、Hartogh Paul
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 128 号: 2

    • DOI

      10.1029/2022je007595

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Akatsuki LIR observing system simulation experiments evaluated by thermal tides in the Venus atmosphere2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Komori Nobumasa、Ando Hiroki、Kouyama Toru、Takagi Masahiro
    • 雑誌名

      Geoscience Letters

      巻: 9 号: 1 ページ: 44-44

    • DOI

      10.1186/s40562-022-00253-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The first assimilation of Akatsuki single-layer winds and its validation with Venusian atmospheric waves excited by solar heating2022

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Yukiko、Murakami Shin-ya、Sugimoto Norihiko、Takagi Masahiro、Imamura Takeshi、Horinouchi Takeshi、Hashimoto George L.、Ishiwatari Masaki、Enomoto Takeshi、Miyoshi Takemasa、Kashimura Hiroki、Hayashi Yoshi-Yuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-18634-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Sensitivity Study of the Thermal Tides in the Venusian Atmosphere: Structures and Dynamical Effects on the Superrotation2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Anna、Takagi Masahiro、Ando Hiroki、Imai Masataka、Sugimoto Norihiko、Matsuda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 127 号: 6

    • DOI

      10.1029/2022je007243

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A GCM Study on the 4-Day and 5-Day Waves in the Venus Atmosphere2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Takagi, Hiroki Ando, Norihiko Sugimoto, and Yoshihisa Matsuda
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 127 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1029/2021je007164

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamical Effect on Static Stability of the Venus Atmosphere Simulated Using a General Circulation Model: A Comparison With Radio Occultation Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ando, Koutarou Takaya, Masahiro Takagi, Norihiko Sugimoto, Takeshi Imamura, Hideo Sagawa, Silvia Tellmann, Martin Patzold, Yoshihisa Matsuda, Bernd Hausler, Sanjay Limaye, Raj Kumar Choudhary, Maria Antonita
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res. Planets

      巻: 127 号: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1029/2021je006957

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Kelvin Wave and Its Impact on the Venus Atmosphere Tested by Observing System Simulation Experiment2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Shirasaka Mimo、Abe Mirai、Murakami Shin-ya、Kouyama Toru、Ando Hiroki、Takagi Masahiro、Yamamoto Masaru
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 13 号: 2 ページ: 182-182

    • DOI

      10.3390/atmos13020182

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 惑星大気の衛星間電波掩蔽観測のための最適軌道に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tomotaka、Ikari Satoshi、Ando Hiroki、Imamura Takeshi、Hosono Asako、Abe Mirai、Fujisawa Yukiko、Sugimoto Norihiko、Kawabata Yosuke、Funase Ryu、Nakasuka Shinichi
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 69 号: 5 ページ: 179-186

    • DOI

      10.2322/jjsass.69.179

    • NAID

      130008101383

    • ISSN
      1344-6460, 2432-3691
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of gravity waves from thermal tides in the Venus atmosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Kashimura Hiroki、Noguchi Katsuyuki、Kuroda Takeshi、Takagi Masahiro、Hayashi Yoshi-Yuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24002-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quasi-Periodic Variation of the Lower Equatorial Cloud Induced by Atmospheric Waves on Venus2021

    • 著者名/発表者名
      Ando Hiroki、Takagi Masahiro、Sagawa Hideo、Sugimoto Norihiko、Sekiguchi Miho、Matsuda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 126 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1029/2020je006781

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observing System Simulation Experiment to Reproduce Kelvin Wave in the Venus Atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Fujisawa Yukiko、Shirasaka Mimo、Hosono Asako、Abe Mirai、Ando Hiroki、Takagi Masahiro、Yamamoto Masaru
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3390/atmos12010014

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Venusian Cloud Distribution Simulated by a General Circulation Model2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Hiroki、Takagi Masahiro、Sugimoto Norihiko、Sagawa Hideo、Matsuda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Planets

      巻: 125 号: 7 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1029/2019je006208

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal structure of the Venusian atmosphere from the sub-cloud region to the mesosphere as observed by radio occultation2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Hiroki、Imamura Takeshi、Tellmann Silvia、Patzold Martin、Hausler Bernd、Sugimoto Norihiko、Takagi Masahiro、Sagawa Hideo、Limaye Sanjay、Matsuda Yoshihisa、Choudhary Raj Kumar、Antonita Maria
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59278-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Observing system simulation experiment for radio occultation measurements of the Venus atmosphere among small satellites2019

    • 著者名/発表者名
      SUGIMOTO Norihiko、ABE Mirai、KIKUCHI Yukako、HOSONO Asako、ANDO Hiroki、TAKAGI Masahiro、GARATE LOPEZ Itziar、LEBONNOIS Sebastien、AO Chi
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_477-I_486

    • DOI

      10.2208/jscejam.75.2_I_477

    • NAID

      130007795448

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Data Assimilation on Thermal Tides in the Case of Venus Express Wind Observation2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko、Kouyama Toru、Takagi Masahiro
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 9 ページ: 4573-4580

    • DOI

      10.1029/2019gl082700

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fully Developed Superrotation Driven by the Mean Meridional Circulation in a Venus GCM2019

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Sugimoto, Masahiro Takagi, Yoshihisa Matsuda
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 46 号: 3 ページ: 1776-1784

    • DOI

      10.1029/2018gl080917

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Introduction of AFES-Venus (Venus GCM) and ALEDAS-V (AFES LETKF Data Assimilation System for Venus)2023

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto, Y. Fujisawa, N. Komori, H. Ando, M. Takagi, H. Kashimura, Y. Matsuda, AFES-Venus team, and ALEDAS-V team
    • 学会等名
      he 5th R-CCS International symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction of AFES-Venus (Venus GCM) and ALEDAS-V (AFES LETKF Data Assimilation System for Venus)2022

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto, Y. Fujisawa, N. Komori, H. Ando, M. Takagi, H. Kashimura, Y. Matsuda, AFES-Venus team, and ALEDAS-V team
    • 学会等名
      Venus Science Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 金星大気大循環モデルとデータ同化システムの紹介2022

    • 著者名/発表者名
      杉本憲彦, 藤澤由貴子, 安藤紘基, 高木征弘, AFES-Venusチーム, ALEDAS-Vチーム,
    • 学会等名
      第23回 惑星圏研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observing system simulation experiments of the Venus atmosphere to reproduce planetary-scale waves2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Sugimoto, Mimo Shirasaka, Yukiko Fujisawa, Asako Hosono, Mirai Abe, Hiroki Ando, Masahiro Takagi, Masaru Yamamoto
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trials toward first Venus analysis product by data assimilation of Akatsuki observation2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujisawa, S. Murakami, N. Sugimoto, M. Takagi, T. Imamura, T. Horinouchi, G. Hashimoto, M. Ishiwatari, T. Enomoto, T. Miyoshi, Y.-Y. Hayashi
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical modeling of the Venus atmosphere2019

    • 著者名/発表者名
      M. Takagi, N. Sugimoto, H. Ando, H. Kashimura, and Y. Matsuda
    • 学会等名
      International Venus Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impact of data assimilation on thermal tides in the case of Venus Express wind observation2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Norihiko, Kouyama Toru, Takagi Masahiro
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] はじめての大学教養地学2020

    • 著者名/発表者名
      杉本 憲彦、杵島 正洋、松本 直記
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      慶應義塾大学出版会
    • ISBN
      4766426622
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 空があるから 「月刊たくさんのふしぎ2020年8月号」2020

    • 著者名/発表者名
      杉本憲彦 (著), 金子幸代 (イラスト)
    • 総ページ数
      40
    • 出版者
      福音館書店
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 個人ページ

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~nori/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0131932

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] KRIS

    • URL

      https://k-ris.keio.ac.jp/html/100000669_ja.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] keio.pure.elsevier

    • URL

      https://keio.pure.elsevier.com/ja/persons/norihiko-sugimoto

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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