金星探査機と地上観測の連携による金星大気の物質循環の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02231
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 中村 正人 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (20227937)
• 研究分担者: 高木 征弘 京都産業大学, 理学部, 教授 (00323494) ; 前澤 裕之 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00377780) ; はしもと じょーじ 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10372658) ; 中川 広務 東北大学, 理学研究科, 助教 (30463772) ; 今村 剛 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40311170) ; 佐川 英夫 京都産業大学, 理学部, 教授 (40526034) ; 堀之内 武 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (50314266) ; 田口 真 立教大学, 理学部, 教授 (70236404) ; 林 祥介 神戸大学, 理学研究科, 教授 (20180979)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 金星 / 探査 / あかつき / 大気

研究実績の概要

金星にどのような大気循環が存在し、それがどのようにして雲形成に関わる物質循環をもたらすのかを、探査機「あかつき」と地上望遠鏡による協調観測、および数値モデリングによって解明してきた。これまでの金星大気研究で行われてきた紫外画像を用いた雲追跡に加え、全ローカルタイムをカバーする赤外画像での雲追跡を新たな画像解析手法により実現することにより、平均子午面循環の構造を明らかにするとともに、高速帯状流に関わる可能性のある様々な惑星規模波動の特徴を明らかにした。惑星規模の大気波動の一種である熱潮汐波が引き起こす角運動量輸送が高速帯状風の維持に関わることの観測的手がかりを得るとともに、数値モデリングによって観測結果を裏付けることができた。観測データと数値モデリングを統合するにあたっては、金星で初めてデータ同化を試みて、モデル内の大気構造の改善に成功した。メソスケールでは、地形励起重力波の詳細な全球分布を雲画像解析により明らかにし、また鉛直伝播する重力波とそれが生成する乱流層の分布を電波掩蔽データから明らかにした。また電波掩蔽観測によって雲層の上下にわたる全球的な温度構造を初めて精密観測し、極域の下層大気に成層の弱い領域が存在するなど、未知の熱輸送プロセスの存在を示唆する結果を得た。こうした観測結果をもとに大気大循環モデルに雲物理過程を導入し、観測結果と整合的な硫酸雲の分布を再現し、雲形成における大気力学の役割の理解を進めることができた。さらに、平均風速、惑星規模波動の活動度、雲の紫外アルベドの長期変化を明らかにして、これらの相互作用による気候変動に迫ることができた。

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] NASA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA
• [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ケルン大学
• [国際共同研究] LMD(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: LMD
• [雑誌論文] Dynamical effect on static stability of the Venus atmosphere simulated using a general circulation model: a comparison with radio occultation measurements (2022)
  • 著者名/発表者名: H. Ando, K. Takaya, M. Takagi, N. Sugimoto, T. Imamura, H. Sagawa, S. Tellmann, M.Patsold, Y.Matsuda, B.Hausler, S.Limaye,R.K.Choudhary, M.Antonita
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 127 ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characteristic features of V0 layer in the Venus ionosphere as observed by the Akatsuki orbiter: evidence for its presence during the local noon and post-sunset conditions (2022)
  • 著者名/発表者名: Keshav R. Tripathi, R. K. Choudhary, K.M. Ambili, T. Imamura, H. Ando
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022GL097824
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Amateur Observers Witness the Return of Venus’ Cloud Discontinuity (2022)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel Kardasis, Javier Peralta, Grigoris Maravelias, Masataka Imai, Anthony Wesley, Tiziano Olivetti, Yaroslav Naryzhniy, Luigi Morrone, Antonio Gallardo, Giovanni Calapai, Joaquin Camarena, Paulo Casquinha, Dzmitry Kananovich, Niall MacNeill, Christian Viladrich, Alexia Takoudi
  • 雑誌名: Atmosphere 巻: 13(2) ページ: -
  • DOI: 10.3390/atmos13020348
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Horizontal structures of bow-shaped mountain wave trains seen in thermal infrared images of Venusian clouds taken by Akatsuki LIR (2022)
  • 著者名/発表者名: Kiichi Fukuya, Takeshi Imamura, Makoto Taguchi, Toru Kouyama
  • 雑誌名: Icarus 巻: 378 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2022.114936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Effect on Static Stability of the Venus Atmosphere Simulated Using a General Circulation Model: A Comparison With Radio Occultation Measurements (2022)
  • 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 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2021JE006957
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Planetary-Scale Waves Seen in Thermal Infrared Images of Venusian Cloud Top (2021)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kajiwara, Takeshi Imamura, Makoto Taguchi, Toru Kouyama
  • 雑誌名: J.Geophys.Res.:Planets 巻: 126 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2021JE007047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal tides in the upper cloud layer of Venus as deduced from the emission angle dependence of the brightness temperature by Akatsuki/LIR (2021)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Akiba, Makoto Taguchi, Tetsuya Fukuhara, Takeshi Imamura, Toru Kouyama, Takao M. Sato
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.: Planets 巻: 126 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020JE006808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravity Wave Packets in the Venusian Atmosphere Observed by Radio Occultation Experiments: Comparison With Saturation Theory (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryota Mori, Takeshi Imamura, Hiroki Ando, Bernd Hausler, Martin Patzold, Silvia Tellmann
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.: Planets 巻: 126 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2021JE006912
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Unveiling of nightside cloud-top circulation of Venus atmosphere (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiichi Fukuya, Takeshi Imamura, Makoto Taguchi, Tetsuya Fukuhara, Toru Kouyama, Takeshi Horinouchi, Javier Peralta, Masahiko Futaguchi, Takeru Yamada, Takao M. Sato, Atsushi Yamazaki, Shin-ya Murakami, Takehiko Satoh, Masahiro Takagi, Masato Nakamura
  • 雑誌名: Nature 巻: 595 ページ: 511-515
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03636-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Instrumental requirements for the study of Venus' cloud top using the UV imaging spectrometer VeSUV (2021)
  • 著者名/発表者名: Emmanuel Marcq, Franck Montmessin, Jeremie Lasue, Bruno Bezard, Kandis L. Jessup, Yeon Joo Lee, Colin F.Wilson, Benjamin Lustrement, Nicolas Rouanet, Gabriel Guignan
  • 雑誌名: Adv.Space Res. 巻: 68 ページ: 275-291
  • DOI: 10.1016/j.asr.2021.03.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of UV absorbers on Venus using the 283 and 365 nm phase curves obtained from Akatsuki (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y. J., A. Garcia Munoz, A. Yamazaki, M. Yamada, S. Watanabe, T. Encrenaz
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020GL090577
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BepiColombo Science Investigations During Cruise and Flybys at the Earth, Venus and Mercury (2021)
  • 著者名/発表者名: Mangano, V., Dosa, M., Franz, M., Milillo, A., Oliveira, J. S., Lee, Y. J, Slavin, J. A., Krger, H., Maturilli, A., Cornet, T., Iwai, K., Miyoshi, Y., Lucente, M., Massetti, S., Schmidt, C. A., Dong, C., McKnna-Lawlor, S., Grassi, D., Heyner, D., Kozyrev, A. S., Peron, R.
  • 雑誌名: Space Sci. Rev. 巻: 217 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11214-021-00797-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Brightness modulations of our nearest terrestrial planet Venus reveal atmospheric super-rotation rather than surface features (2020)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y. J., A. Garcia Munoz, T. Imamura, M. Yamada, T. Satoh, A. Yamazaki, S. Watanabe
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41467-020-19385-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Venus night-side photometry with "cleaned" Akatsuki/IR2 data: Aerosol properties and variations of carbon monoxide (2020)
  • 著者名/発表者名: Takehiko Satoh, Choon Wei Vun, Masafumi Kimata, Takeshi Horinouchi, Takao M. Sato
  • 雑誌名: Icarus 巻: 355 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2020.114134
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial and Temporal Variability of the 365-nm Albedo of Venus Observed by the Camera on Board Venus Express (2020)
  • 著者名/発表者名: Lee, Y. J., P. Kopparla, J. Peralta, S. E. Schroder, T. Imamura, T. Kouyama, S. Watanabe
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.: Planets 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019JE006271
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Long-Lived Sharp Disruption on the Lower Clouds of Venus (2020)
  • 著者名/発表者名: Peralta, J., T. Navarro, C. W. Vun, A. Sanchez-Lavega, K. McGouldrick, T. Horinouchi, T. Imamura, R. Hueso, J. P. Boyd, G. Schubert, T. Kouyama, T. Satoh, N. Iwagami, E. F. Young, M. A. Bullock, P. Machado, Y. J. Lee, S. S. Limaye, M. Nakamura, S. Tellmann, A. Wesley, P. Miles
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters, 巻: 47 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020GL087221
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] How waves and turbulence maintain the super-rotation of Venus’ atmosphere (2020)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi, T., Y.-Y. Hayashi, S. Watanabe, M Yamada, A. Yamazaki, T. Kouyama, M. Taguchi, T. Fukuhara, M. Takagi, K. Ogohara, S. Murakami, J. Peralta, S. S. Limaye, T. Imamura, M. Nakamura, T. M. Sato, T. Satoh
  • 雑誌名: Science 巻: 368 ページ: 405-409
  • DOI: 10.1126/science.aaz4439
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical coupling between the cloud-level atmosphere and the thermosphere of Venus inferred from the simultaneous observations by Hisaki and Akatsuki (2020)
  • 著者名/発表者名: Nara. Y., T. Imamura, K. Masunaga, Y. J. Lee, N. Terada, K. Yoshioka, A. Yamazaki, K. Seki, I. Yoshikawa, M. Yamada, S. Watanabe
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.: Planets 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019JE006192
  • 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, H., T. Imamura, S. Tellmann, M. Patzold, B. Hausler, N. Sugimoto, M. Takagi, H. Sagawa, S. Limaye, Y. Matsuda, R. Kumar Choudhary, M. Antonita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • 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., T. Satoh, H. Sagawa, N. Manago, Y. J. Lee, S. Murakami, K. Ogohara, G. L. Hashimoto, Y. Kasaba, A. Yamazaki, M. Yamada, S. Watanabe
  • 雑誌名: Icarus 巻: 345 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2020.113682
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A recharge oscillator model for interannual variavility in Venus'clouds (2020)
  • 著者名/発表者名: Kopparla, P., A. Seshadri, T. Imamura, Y. J. Lee
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.: Planets 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2020JE006568
  • 査読あり / 国際共著
• [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, M., T. Kouyama, Y. Takahashi, A. Yamazaki, S. Watanabe, M. Yamada, T. Imamura, T. Satoh, M. Nakamura, S. Murakami, K. Ogohara, T. Horinouchi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.:Planets 巻: 124 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019JE006065
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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, A. Roman
  • 雑誌名: AJ 巻: 158 ページ: -
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ab3120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Venus' cloud top wind study: coordinated Akatsuki/UVI with cloud tracking and TNG/HARPS-N with Doppler velocimetry observations, Icarus (2019)
  • 著者名/発表者名: Gonsalves, R., P. Machado, T. Widemann, J. Peralta, S. Watanabe, A. Yamazaki, T. Satoh, M Takagi, K. Ogohara, Y.-J. Lee, A Harutyunyan, J. Silva
  • 雑誌名: Icarus 巻: 335 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2019.113418
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Global structure of thermal tides in the upper cloud layer of Venus revealed by LIR onboard Akatsuki (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouyama, T., M. Taguchi, T. Fukuhara, T. Imamura, T. Horinouchi, T. M. Sato, S. Murakami, G. L. Hashimoto, Y.-J. Lee, M. Futaguchi, T. Yamada, M. Akiba, T. Satoh, M. Nakamura
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 46 ページ: 9457-9465
  • DOI: 10.1029/2019GL083820
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Constraints on Venus Lightning from Akatsuki's first Three Years in Orbit (2019)
  • 著者名/発表者名: Lorenz, R. D., M. Imai, Y. Takahashi, M. Sato, A. Yamazaki, T. M. Sato, T. Imamura, T. Satoh, M. Nakamura
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 46 ページ: 7955-7961
  • DOI: 10.1029/2019GL083311
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Principal components of short-term variability in the ultraviolet albedo of Venus, (2019)
  • 著者名/発表者名: Kopparla, P., Y.-J. Lee, T. Imamura, A. Yamazaki
  • 雑誌名: A&A 巻: 626 ページ: -
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201935388
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New cloud morphologies discovered on the Venus's night during Akatsuki (2019)
  • 著者名/発表者名: Peralta, J., A. Sanchez-Lavega, T. Horinouchi, K. McGouldrick, I. Garate-Lopez, E. F. Young, M. A. Bullock, Y.-J. Lee, T. Imamura, T. Satoh, S. S. Limaye
  • 雑誌名: Icarus 巻: 333 ページ: 177-182
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2019.05.026
  • 査読あり / オープンアクセス / 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, T., T. Imamura, T. M. Sato, A. Yamazaki, Y.-J. Lee, M. Yamada, S. Watanabe, M. Taguchi, T. Fukuhara, T. Kouyama, S. Murakami, G. L. Hashimoto, K. Ogohara, H. Kashimura, T. Horinouchi, M. Takagi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.:Planets 巻: 124 ページ: 1266-1281
  • DOI: 10.1029/2018JE005842
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of the cloud-level neutral layer on the vertical propagation of topographically generated gravity waves on Venus (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., T. Imamura, T. Fukuhara, M. Taguchi
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 71 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40623-019-1106-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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, N., T. Kouyama, M. Takagi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 46 ページ: 4573-4580
  • DOI: 10.1029/2019GL082700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of the Y feature at the Venusian cloud top by planetary-scale waves and the mean circulation: analysis of Venus Express VMC images (2019)
  • 著者名/発表者名: Nara, Y., T. Imamura, S. Murakami, T. Kouyama, K. Ogohara, M. Yamada, M. Takagi, H. Kashimura, N. Sato
  • 雑誌名: J. Geophys. Res.:Planets 巻: 124 ページ: 1143-1156
  • DOI: 10.1029/2018JE005779
  • 査読あり