| 研究課題/領域番号 |
23K20878
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01155 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17020:大気水圏科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
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| 研究分担者 |
高橋 芳幸 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00372657)
中島 健介 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10192668)
倉本 圭 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50311519)
佐藤 隆雄 北海道情報大学, 経営情報学部, 准教授 (50633509)
杉山 耕一朗 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (60463733)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 木星大気 / 土星大気 / 赤道加速 / 縞状構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は, 最新の豊富かつ高速化された計算環境を活用して, 自然な地球流体力学的設定での木星型惑星大気モデルを構築し, 系統的なパラメター数値実験を遂行するものである. それらの結果を Juno 探査機などの最新の観測データと総合することによリ, 実際の木星および土星大気で実現している力学状態を提唱する. さらには木星型惑星の大気循環の多様性を明らかにし, 近年多数発見されている系外ガス惑星大気の診断へ寄与する.
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| 研究実績の概要 |
今年度は, 前年度に引き続き木星型惑星大気の表層ジェット生成のメカニズムの研究に用いられいる「浅いモデル」と「深いモデル」の 2 系統のモデルについて系統的なパラメター数値実験とデータ解析を進めた.
「浅いモデル」の数値実験設定は設定は Schneider and Liu (2009) および Lian and Show man (2010) のモデルと設定を見直し, 下面境界を数 100 気圧(深さ数 100km)程度にまで深くし, 下面レイリー摩擦を一様にして人為的な設定を排除したものである. 本研究の参加者がこれまでに開発を続け運用してきた,地球流体電脳倶楽部の惑星大気大循環モデル DCPAM (http://www.gfd-dennou.org/library/dcpam/) を用いての系統的なパラメータ数値実験の結果の比較のための基本的な設定での計算を行った.
「深いモデル」は Heimpel and Aurnou (2007) の設定を改訂した設定で, より長時間積分する系統的な数値実験を終えて, データ解析を進めた. 結果を支配している超粘性パラメターに対する表面平均帯状流の依存性を調べた結果, Heimpel and Aurnou (2007) の結果とは異なり, 超粘性の効果を弱くしていくと中高緯度の縞状ジェットが融合していき, 最終的に赤道で 1 本, 両半球に 1 本づつの計 3 本の西風ジェットとなることが見出された. この結果は木星型惑星の表層帯状風を既存の「深いモデル」で説明するには不十分であり, 中高緯度のジェットの融合を阻害する過程が新たに必要であることを示している.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
「浅いモデル」の数値実験の 1 ケースでの計算時間が当初の想定より長くなることが判明し, 系統的パラメター実験が遅れているため. 「深いモデル」の数値実験は順調に進んでいる.
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| 今後の研究の推進方策 |
「浅いモデル」の系統的なパラメター数値実験を加速するために, 京大メディアセンターに加えて地球シミュレータを利用する. 「深いモデル」の数値計算結果を利用して平均帯状流の生成機構の解析を進めつつ, 深さ方向の密度差を取り入れた非弾性系モデルでの先行研究である Heimpel et al. (2022) の設定での長時間積分を開始する予定である.
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