あかつき・地上観測と数値モデリングの連携による金星大気力学の研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02225
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 松田 佳久 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (60134772)
• 研究分担者: 高木 征弘 京都産業大学, 理学部, 教授 (00323494) ; 関口 美保 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00377079) ; 安藤 紘基 京都産業大学, 理学部, 助教 (00706335) ; 杉本 憲彦 慶應義塾大学, 法学部(日吉), 准教授 (10402538) ; 佐川 英夫 京都産業大学, 理学部, 准教授 (40526034) ; 神山 徹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (40645876) ; 樫村 博基 神戸大学, 理学研究科, 講師 (80635186) ; 大月 祥子 専修大学, 商学部, 准教授 (90523291)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 金星大気 / 惑星気象学

研究実績の概要

Venus Expressとあかつきの電波掩蔽観測データを解析し，高度40-85 kmにおける気温分布と大気安定度分布を全球的に取得した。緯度70度より低緯度側では，安定度分布が過去の直接観測と整合的であることがわかった。緯度70度より極域側では、雲層の下 (高度42 kmあたり) まで安定度の低い領域が続いていることが分かった。このような安定度の低い領域が極域の深くまで存在することは，そこで活発な大気の鉛直運動が生じていることを示唆し，極域の分厚い雲の生成・維持に寄与している可能性がある。
あかつき中間赤外カメラによる観測 (Kouyama et al., 2019) との比較の結果，GCMで再現された熱潮汐波 (Takagi et al., 2018) の位相分布が，雲層上端高度の低緯度域で半波長ほど東西方向にずれていることが明らかになった。その原因を調べたところ，雲頂低緯度の熱潮汐波の位相は主に半日潮によって決定され，その位相分布は高度60-70 km付近の大気安定度に強く影響されることがわかった。最近の電波掩蔽観測の結果を参照し，より現実的な安定度分布を用いると，観測と整合的な位相分布が得られることも示された。
2018年8月と2019年1月・2月にNASAの赤外望遠鏡 IRTF を利用し，金星の昼面および夜面を分光観測した。昼面 (雲層付近を観測) の観測スペクトルには，CO2 の吸収線に加えて，HDO および HCl の吸収線が観測された。HCl に関しては，過去のVenus Express探査機による観測 (Mahieux et al., 2015) と他の地上観測 (Krasnopolsky, 2010) とで導出された存在量におよそ10倍もの不一致が存在している。今回の IRTF での観測により，この不一致問題に新たな制約を加えることができると期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Laboratoire de Meteorologie Dynamique(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Laboratoire de Meteorologie Dynamique
• [国際共同研究] Observatorio Astronomico de Lisboa(ポルトガル)
  • 国名: ポルトガル
  • 外国機関名: Observatorio Astronomico de Lisboa
• [国際共同研究] NASA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA
• [雑誌論文] Venus' cloud top wind study: Coordinated Akatsuki/UVI with cloud tracking and TNG/HARPS-N with Doppler velocimetry observations (2020)
  • 著者名/発表者名: Gonsalves Ruben、Machado Pedro、Widemann Thomas、Peralta Javier、Watanabe Shigeto、Yamazaki Atsushi、Satoh Takehiko、Takagi Masahiro、Ogohara Kazunori、Lee Yeon-Joo、Harutyunyan Avet、Silva Jose
  • 雑誌名: Icarus 巻: 335 ページ: 113418～113418
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2019.113418
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermal structure of the Venusian atmosphere from the sub-cloud region to the mesosphere as observed by radio occultation (2020)
  • 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 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59278-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dayside cloud top structure of Venus retrieved from Akatsuki IR2 observations (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato T.M.、Satoh T.、Sagawa H.、Manago N.、Lee Y.J.、Murakami S.、Ogohara K.、Hashimoto G.L.、Kasaba Y.、Yamazaki A.、Yamada M.、Watanabe S.、Imamura T.、Nakamura M.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 345 ページ: 113682～113682
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2020.113682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully Developed Superrotation Driven by the Mean Meridional Circulation in a Venus GCM (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Norihiko、Takagi Masahiro、Matsuda Yoshihisa
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 ページ: 1776～1784
  • DOI: 10.1029/2018GL080917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planetary‐Scale Variations in Winds and UV Brightness at the Venusian Cloud Top: Periodicity and Temporal Evolution (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai Masataka、Kouyama Toru、Takahashi Yukihiro、Yamazaki Atsushi、Watanabe Shigeto、Yamada Manabu、Imamura Takeshi、Satoh Takehiko、Nakamura Masato、Murakami Shin‐ya、Ogohara Kazunori、Horinouchi Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 124 ページ: 2635～2659
  • DOI: 10.1029/2019JE006065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observing system simulation experiment for radio occultation measurements of the Venus atmosphere among small satellites (2019)
  • 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: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM)) 巻: 75 ページ: I_477～I_486
  • DOI: 10.2208/jscejam.75.2_I_477
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stationary Features at the Cloud Top of Venus Observed by Ultraviolet Imager Onboard Akatsuki (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitahara Takehiko、Imamura Takeshi、Sato Takao M.、Yamazaki Atsushi、Lee Yeon Joo、Yamada Manabu、Watanabe Shigeto、Taguchi Makoto、Fukuhara Tetsuya、Kouyama Toru、Murakami Shin‐ya、Hashimoto George L.、Ogohara Kazunori、Kashimura Hiroki、Horinouchi Takeshi、Takagi Masahiro
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Planets 巻: 124 ページ: 1266-1281
  • DOI: 10.1029/2018JE005842
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Data Assimilation on Thermal Tides in the Case of Venus Express Wind Observation (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Norihiko、Kouyama Toru、Takagi Masahiro
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 ページ: 4573～4580
  • DOI: 10.1029/2019GL082700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global Structure of Thermal Tides in the Upper Cloud Layer of Venus Revealed by LIR on Board Akatsuki (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouyama T.、Taguchi M.、Fukuhara T.、Imamura T.、Horinouchi T.、Sato T. M.、Murakami S.、Hashimoto G. L.、Lee Y. J.、Futaguchi M.、Yamada T.、Akiba M.、Satoh T.、Nakamura M.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 46 ページ: 9457～9465
  • DOI: 10.1029/2019GL083820
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term Variations of Venus’s 365 nm Albedo Observed by Venus Express, Akatsuki, MESSENGER, and the Hubble Space Telescope (2019)
  • 著者名/発表者名: Lee Y.J., K.-L. Jessup, S. Perez-Hoyos, D.V. Titov, S. Lebonnois, J. Peralta, T. Horinouchi, T. Imamura, S. Limaye, E. Marcq, M. Takagi, A. Yamazaki, M. Yamada, S. Watanabe, S. Murakami, K. Ogohara, W.M. McClintock, G. Holsclaw, and A. Roman
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 158 ページ: 126～126
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab3120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Mean meridional circulation in the Venus atmosphere (2020)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., N. Sugimoto, H. Ando, H. Kashimura, and Y. Matsuda
  • 学会等名: Symposium on Planetary Sciences 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Data assimilation of the Venus atmosphere assuming radio occultation measurement by small satellites (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe, M., N. Sugimoto, Y. Kikuchi, A. Hosono, H. Ando, M. Takagi, I. Garate-Lopez, S. Lebonnois, and C. Ao
  • 学会等名: JpGU 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Thermal-tides structure at the cloud level of Venus derived from Akatsuki/LIR observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouyama, T., T. Taguchi, T. Fukuhara, T. Imamura, M. Futaguchi, T. Yamada, M. Akiba, Y.J. Lee, T.M. Sato, S. Murakami, G.L. Hashimoto, T. Satoh, and M. Nakamura
  • 学会等名: JpGU Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Atmospheric super rotation developed in a GCM (AFES-Venus) (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., M. Takagi, Y. Matsuda
  • 学会等名: JpGU 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Orographic Gravity Waves in the Venus Atmospheric (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., M. Takagi, Y. Maejima, H. Ando, N. Sugimoto, and Y. Matsuda
  • 学会等名: JpGU 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Active and inactive behaviors of the planetary-scale waves on Venus cloud top (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai, M., T. Kouyama, Y. Takahashi, T. Horinouchi, T. Imamura, A. Yamazaki, S. Watanabe, M. Yamada, M. Nakamura, and T. Satoh
  • 学会等名: JpGU 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Venusian cloud physics investigated by a general circulation model (2019)
  • 著者名/発表者名: Ando, H., M. Takagi, N. Sugimoto, H. Sagawa, and Y. Matsuda
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Akatsuki (cloud-tracking) and TNG/HARPS-N (Doppler velocimetry) coordinated wind measurements of cloud top Venus' atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Gonsalves, R., P. Machado, T. Widemann, J. Peralta, S. Watanabe, A. Yamakazi, T. Satoh, M. Takagi, K. Ogohara, Y.-J. Lee, H. Avet, and J. Silva
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] The study on the reproducibility of cold collar assuming radio occultation measurement by small satellites (2019)
  • 著者名/発表者名: Hosono, A., N. Sugimoto, M. Abe, Y. Kikuchi, H. Ando, M. Takagi, I. Garate-Lopez, S. Lebonnois, and C. Ao
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Planetary-scale streak structure reproduced in high-resolution simulations of the Venus atmosphere with a low-stability layer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashimura, H., N. Sugimoto, M. Takagi, Y. Matsuda, W. Ohfuchi, T. Enomoto, K. Nakajima, M. Ishiwatari, T.M. Sato, G.L. Hashimoto, T. Satoh, Y.O. Takahashi, Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Venusian yearly-scale variation of super rotation seen in Akatsuki observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouyama, T., T. Horinouchi, T. Imamura, Y.J. Lee, M. Takagi, K. Ogohara, H. Kashimura, S. Murakami, N. Satoh, and M. Imai
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Intense Decadal Variation of Venus' UV Albedo and its Impacts on the Atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Lee Y.J., K.-L. Jessup, S. Perez-Hoyos, D.V. Titov, S. Lebonnois, J. Peralta, T. Horinouchi, T. Imamura, S. Limaye, E. Marcq, M. Takagi, A. Yamazaki, M. Yamada, S. Watanabe, S. Murakami, K. Ogohara, W.M. McClintock, G. Holsclaw, and A. Roman
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Doppler-wind observations of Venus mesosphere: Comparison with new GCM experiments (2019)
  • 著者名/発表者名: Sagawa, H., M. Takagi, H. Ando, and G. Gilli
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] The Venus AFES LETKF Data Assimilation System (VALEDAS) (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., A. Yamazaki, T. Kouyama, H. Kashimura, T. Enomoto, and M. Takagi
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] AFES-project team, Numerical modeling of the Venus atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., N. Sugimoto, H. Ando, H. Kashimura, and Y. Matsuda
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Continuous monitoring of planetary-scale waves at the Venus cloud top (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai, M., T. Kouyama, Y. Takahashi, S. Watanabe, T. Horinouchi, T. Imamura, A. Yamazaki, M. Yamada, M. Nakamura, and T. Satoh
  • 学会等名: International Venus Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Radio occultation observing system simulation experiment of the Venus atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., M. Abe, A. Hosono, Y. Kikuchi, H. Ando, M. Takagi, I. Garate-Lopez, S. Lebonnois, C. Ao
  • 学会等名: 27th IUGG General Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Orographic Gravity Waves on the Venus Atmospheric Super-rotation (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A., M. Takagi, Y. Maejima, H. Ando, N. Sugimoto, and Y. Matsuda
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Venusian cloud distribution simulated by a general circulation model (2019)
  • 著者名/発表者名: Ando, H., M. Takagi, N. Sugimoto, H. Sagawa, and Y. Matsuda
  • 学会等名: AOGS 16th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Sensitivity variation of ASTER derived from Moon and deepspace observations in 2003 and 2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouyama T., S. Tsuchida, F. Sakuma, T. Tachikawa, H. Yamamoto, K. Obata, S. Kato, M. Kikuchi, R. Nakamura
  • 学会等名: 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Venusian cloud distribution simulated by a general circulation model (2019)
  • 著者名/発表者名: Ando, H., M. Takagi, N. Sugimoto, H. Sagawa, and Y. Matsuda
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Temporal evolution of the planetary-scale UV feature at the Venusian cloud top observed by Akatsuki/UVI (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai, M., T. Kouyama, Y. Takahashi, A. Yamazaki, S. Watanabe, M. Yamada, T. Imamura, T. Satoh, M. Nakamura, S. Murakami, K. Ogohara, and T. Horinouchi
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Doppler wind measurements of Venus upper atmosphere: Comparisons with updated GCM experiments (2019)
  • 著者名/発表者名: Sagawa, H., G. Gilli, M. Takagi, H. Ando
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Mean meridional circulation in the Venus atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Takagi, M., N. Sugimoto, H. Kashimura, H. ANdo, and Y. Matsuda
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of data assimilation on thermal tides in the case of Venus Express wind observation (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., T. Kouyama, and M. Takagi
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Cloud-top winds obtained from Akatsuki: three-year statistics of mean winds and momentum transport (2019)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi, T., T. Imamura, T. Kouyama, Y.J. Lee, S.S. Limaye, S. Murakami, K. Ogohara, J. Peralta, T. Satoh, M. Takagi, S. Watanabe, M. Yamada, A. Yamazaki
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Observing system simulation experiment for radio occultation by small satellites of the Venus atmosphere (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, N., M. Abe, Y. Kikuchi, A. Hosono, H. Ando, M. Takagi, I. Garate-Lopez, S. Lebonnois, and C. Ao
  • 学会等名: EPSC-DPS Joint Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] The feasibility study on radio occultation measurements of the Venus atmosphere among small satellites (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe, M., N. Sugimoto, Y. Kikuchi, A. Hosono, H. Ando, M. Takagi, I. Garate-Lopez, S. Lebonnois, and C.O. Ao
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative analysis of the the Rossby wave at the Venusian cloud top observed by Venus Express/VMC and Akatsuki/UVI (2019)
  • 著者名/発表者名: 今井正尭, 神山徹, 堀之内武, 渡部重十, 山崎敦, 山田学, 村上真也
  • 学会等名: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会秋季講演会
• [学会発表] 大気大循環モデルを用いた金星雲分布の再現 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤紘基, 高木征弘, 杉本憲彦, 佐川英夫, 松田佳久
  • 学会等名: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会秋季講演会
• [学会発表] LIRで同定された金星における惑星規模大気波動の構造 (2019)
  • 著者名/発表者名: 神山徹, 今井正尭, 今村剛, 堀之内武, 田口真, 福原哲哉, 佐藤隆雄, 村上真也, はしもとじょーじ, Lee Yeon Joo, 二口将彦, 山田学, 秋場聖浩, 佐藤毅彦, 中村正人
  • 学会等名: 第146回地球電磁気・地球惑星圏学会秋季講演会
• [学会発表] 大気大循環モデルを用いた金星雲分布の再現 (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤紘基, 高木征弘, 杉本憲彦, 佐川英夫, 松田佳久
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 金星探査機 Venus Express の風速データを用いた熱潮汐波への同化インパクトの研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉本憲彦, 神山徹, 高木征弘
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会・シンポジウム開催] Workshop for Venus modelling and observations 2020 in collaboration between AFES-Venus and LMD/GCM teams (2020)
• [学会・シンポジウム開催] Workshop for Venus modelling and observations in collaboration between AFES-Venus and Lisboa teams (2020)