対流渦の直接数値計算による惑星CO_2大気の光化学安定性に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13874053
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 林 祥介 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20180979)
• 研究分担者: 小高 正嗣 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60344462) ; 倉本 圭 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50311519) ; 渡部 重十 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90271577)
• キーワード: 火星大気 / 鉛直対流 / 内部重力波 / 鉛直伝搬 / 波の砕破 / 鉛直渦拡散 / 大気光化学 / 大気進化

研究概要

今年度は昨年度に引続き,これまで我々が開発してきた火星大気二次元対流数値シミュレーションコードを用いて,鉛直対流とそれによって励起される重力波の計算と運動エネルギーの空間スペクトル解析を行なった.計算領域は水平に51.2km,鉛直に50km,水平格子間隔は200mとした.計算領域の大きさと空間分解能は昨年度に行なった予備的数値実験の結果に基づいている.
計算された重力波の水平波長は15〜20km程度,鉛直波長は10km程度,温位振幅は高度40km付近で10K前後となった.対流セルの空間スケールが日射の日変化とともに変化するのに対し,対流によって励起された内部重力波の空間スケールはあまり変化しない.運動エネルギーの空間スペクトル解析を行なったところ,エネルギーの卓越波数は高度とともに低波数側に移動することがわかった.
現在,水平・鉛直方向に計算領域をさらに拡張した計算にとりかかっている.目標とする鉛直計算領域は100kmである.計算領域の拡大とともに数値データ解析の労力が増大すると予想されるため,申請者が他の共同研究者と開発中のネットワーク透過なデータハンドリングライブラリであるgtool4/Fortran90(http://www.gfd-dennou.org/arch/gtool4/)を利用したデータ入出カプログラムの組み込みを行ない,データ解析効率の向上を図る予定である.

研究成果

• [文献書誌] T.Yokohata, M.Odaka, K.Kuramoto: "Role of H2O and CO2 ices in Martian climate change"Icarus. 159・2. 439-448 (2002)
• [文献書誌] K.Takayama, T.Yokohata, M.Odaka, K.Kuramoto: "Partitioning of CO2 and climate change on Mars"Proc. of the 35th ISAS Lunar and Planet. Symp.. 9-12 (2002)
• [文献書誌] T.Yokohata, Y.Kosugita, M.Odaka, K.Kuramoto: "Radiative Absorption by CO2 Ice Clouds on Early Mars : Implication to the Stability and Greenhouse Effect of the Clouds"Proc. 35th ISAS Lunar and Planet. Symp.. 13-16 (2002)