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2011 年度 実績報告書

高分散分光観測による地球型惑星の大気ダイナミクス・微量成分変動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22340142
研究機関東北大学

研究代表者

笠羽 康正  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10295529)

研究分担者 中川 広務  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30463772)
村田 功  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (00291245)
坂野井 健  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (80271857)
岡野 章一  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10004483)
キーワード赤外分光観測 / サブミリ波分光観測 / Mars Express探査機 / Venus Express探査機 / 大気大循環数値モデル / 火星大気 / 金星大気 / 赤外線分光器開発
研究概要

(1)地上・探査機観測と数値モデルによる金星・火星大気のダイナミクス・組成変動の探求
A-1.赤外・サブミリ波の地上分光観測: ハワイSUBARU 8m望遠鏡にて、火星大気CH_4観測を2011年11月・2012年1月に実施し成功した。また金星の大気速度場観測をA-3と比較実施した。アタカマミリ波・サブミリ波干渉計(ALMA)への金星・火星観測提案は2011年選考では漏れたたが、2012年度選考(7月締切予定)へ向けた準備検討を進めた。(投稿論文:投稿前x1)
A-2.赤外線の探査機分光観測: Mars Express搭載のフーリエ赤外線分光器(PFS)による「光化学酸化の指標H_2O_2」「温度場」の空間・季節変動について成果をまとめた。金星探査機Akatsukiは周回に至っていないが、Venus Expressデータ解析を継続し、雲頂近傍の構造(特に高緯度域及び運動論的解析)の研究を進めた。(論文:出版済x2、投稿前x1、修士x1)
A-3.金星・火星大気数値モデル研究: 金星雲層~熱圏統合力学・化学モデルを完成させ、下層起源波動等がもたらす上層変動(特に風速場・温度場・大気光変動)を定量的に推定した。また、火星・太陽系初期・系外惑星への展開を継続した。(論文:出版済x1、投稿前x1、博士x1、修士x1)(B)地上用中間赤外・探査機用近赤外の高分散分光システム開発
B-1:地上観測用中間赤外域分光器の開発: 震災被害から立て直した「第1世代惑星観測用ヘテロダイン分光システム」で2011年9月・2012年1月に広島大・東広島天文台にて試験観測に成功した。
この成功を受け、東北大ハワイ・ハレアカラ観測施設へ向けた小型化改造へ着手した。
B-2: 探査機搭載用近赤外域分光器の開発:震災等もあって停止したJAXAの「小型軽量・低出力・長寿命の冷凍機」の開発再興に着手した。海外協力による「近赤外高分散エッシェル分光ユニット」は、欧米経済混乱を受けた惑星探査計画見直し等で仕切り直しだが、基礎開発を進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初立てた5本の柱のうち、外部環境の影響を受けたのは「A-2.赤外線の探査機分光観測」(金星探査機Akatsukiの周回軌道投入失敗)と「B-1:地上観測用中間赤外域分光器の開発」(震災による研究環境の破壊、すなわち3ヶ月に渡る研究教育の中断、Sensorの1つが破損、試験観測を予定した東北大・飯舘観測所が計画的避難区域指定)、「B-2:探査機搭載用近赤外域分光器の開発」(国内は震災等影響、国外は欧米経済混乱の影響)だが、自力遂行可能な手段への転換も含めて成果は挙がっている。また、自力遂行可能でかつ本研究の柱である「A-1.赤外・サブミリ波の地上分光観測」「A-3.金星・火星大気数値モデル研究」は両者の結合も含め予定以上に進捗した。

今後の研究の推進方策

A-1.赤外・サブミリ波の地上分光観測:引き続き、地上赤外・サブミリ波望遠鏡利用による研究を公募およびハワイ大協力の下で進めていく。A-2.赤外線の探査機分光観測:引き続き、欧州Mars Express・Venus Expressデータ解析を継続するとともに、米Mars Reconnaissance Orbiterの解析、また関連する地球周回衛星による「地球大気観測」に視野を広げて展開していく。A-3.金星・火星大気数値モデル研究:引き続き、確立した金星モデルの火星・太陽系初期状態・系外惑星への展開を継続遂行する。B-1:地上観測用中間赤外域分光器の開発:飯館村東北大60cm望遠鏡移設検討を含む対ハワイ大協力基盤の上で、引き続きヘテロダイン分光器完成へ向け尽力する。B-2:探査機搭載用近赤外域分光器の開発:引き続き、小型冷凍機の開発検討を支援していく。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (35件)

  • [雑誌論文] Characteristics of planetary-scale waves simulated by a new venusian mesosphere and thermosphere general circulation model2012

    • 著者名/発表者名
      Hoshino, N., H.Fujiwara, M.Takagi, Y.Takahashi, Y.Kasaba
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 217 ページ: 818-830

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of Venus orbiter, Akatsuki2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M., 他:30名、Y.Kasaba, 22番目
    • 雑誌名

      Earth Planet.Space

      巻: 63 ページ: 443-457

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tidal variations in the Martian lower atmosphere inferred from Mars Express Planetary Fourier Spectrometer temperature data2011

    • 著者名/発表者名
      Sato, T.M., H.Fujiwara, Y.O.Takahashi, Y.Kasaba, V.Formisano, M.Giuranna, D.Grassi
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett.

      巻: 38 ページ: L24205(1-7)

    • DOI

      doi:10.1029/2011GL050348

    • 査読あり
  • [学会発表] あかつきIR1+IR2測光観測による金星雲層構造の推定2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤毅彦、大月祥子、岩上直幹、上野宗孝、上水和典、鈴木睦、はしもと じょーじ、坂野井健、笠羽康正、中村良介、今村剛、中村正人、福原哲哉、山崎敦、山田学
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] 重力波による金星熱圏大気の西向き加速2012

    • 著者名/発表者名
      星野直哉、藤原均、高木征弘、笠羽康正
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] 火星大気のHDO/H2O循環:観測とシミュレーションによるアプローチ2012

    • 著者名/発表者名
      黒田剛史、佐川英夫、笠井康子、笠羽康正
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] 超高分解能中間赤外ヘテロダイン分光装置の開発現状2012

    • 著者名/発表者名
      中川広務、青木翔平、黒田壮大、笠羽康正、村田功、岡野章一
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] 大気大循環モデルを用いた太陽フレアによる極端紫外線増大に対する火星熱圏の応答2012

    • 著者名/発表者名
      市川義則、藤原均、笠羽康正、寺田直樹、寺田香織、星野直哉
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] Venus Expressによる紫外/赤外画像を用いた金星中高緯度の風速分布の研究2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤瑞樹、村田功、笠羽康正、神山徹
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] ハレアカラ山頂惑星観測専用超高分解能分光装置:中間赤外レーザヘテロダイン分光2012

    • 著者名/発表者名
      中川広務, 青木翔平, 黒田壮大, 笠羽康正, 村田功, 岡野章一
    • 学会等名
      第12回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      ISAS/JAXA、相模原
    • 年月日
      20120105-20120106
  • [学会発表] In-flight observations performed by Akatsuki/IR22011

    • 著者名/発表者名
      T.Satoh, M.Nakamura, K.Uemizu, M.Suzuki, G.L.Hashimoto, Y.Kasaba, M.Ishiguro, F.Usui, M.Ueno
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 火星大気におけるHDO/H2O比:測定の科学的意義と大気大循環モデルを用いたシミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      黒田剛史, 佐川英夫, 笠井康子, 笠羽康正
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] MEX/PFS観測データを用いた火星大気酸化成分H2O2の探索2011

    • 著者名/発表者名
      青木翔平, 笠羽康正, 中川広務, 村田功
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 中間赤外域における超高分解能分光装置-レーザヘテロダイン分光2011

    • 著者名/発表者名
      中川広務, 青木翔平, 黒田壮大, 笠羽康正, 村田功, 岡野章一
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 太陽X線・紫外線強度の短時間変動に対する火星熱圏の応答2011

    • 著者名/発表者名
      市川義則, 藤原均, 笠羽康正, 寺田直樹, 寺田香織, 星野直哉
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 金星雲層スーパーローテーションが中間圏のケルビン波伝播に与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      星野直哉, 藤原均, 高木征弘, 笠羽康正
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] ハワイ・ハレアカラ山頂への惑星専用望遠鏡設置計画:VII2011

    • 著者名/発表者名
      岡野章一, 鍵谷将人, 笠羽康正
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] あかつきIR2による金星測光観測2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤毅彦, 上野宗孝, 上水和典, 笠羽康正, 中村正人, 山田学
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] VEX/VIRTIS-Hを用いた金星北半球の雲層構造の推定2011

    • 著者名/発表者名
      黒田壮大, 笠羽康正, 村田功, 中川広務
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 金星南極極渦の二次元的風速分布の導出2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤瑞樹, 村田功, 笠羽康正, 神山徹, 佐藤毅彦
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第129回総会・講演会
    • 発表場所
      神戸大
    • 年月日
      20111103-20111107
  • [学会発表] 大気大循環モデルを用いた,火星の大気力学がCO2氷雲の形成に与える影響の研究2011

    • 著者名/発表者名
      黒田剛史, A.Medvedev, 笠羽康正
    • 学会等名
      惑星科学会秋季大会
    • 発表場所
      相模女子大、相模原
    • 年月日
      20111023-20111025
  • [学会発表] Influence of atmospheric dynamics on the CO2 ice cloud for mation on Mars studied with a general circulation model2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kuroda, A.S.Medvedev, Y.Kasaba
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      20111002-20111007
  • [学会発表] Mid-infrared Heterodyne Spectroscopy Dedicated to Observation of Planet at Haleakala, Hawaii2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nakagawa, S.Aoki, M.Kuroda, Y.Kasaba, I.Murata, S.Okano
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      20111002-20111007
  • [学会発表] Venusian atmospheric turbulence evaluated from cloud brightness distribution in VEX UV images2011

    • 著者名/発表者名
      Teraguchi, T., Y. Kasaba, N. Hoshino, T.M. Sato, Y. Takahashi, S. Watanabe, M. Yamada, Y. Matsuda, T. Kouyama, D. Titov, and W. Markiewicz
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      20111002-07
  • [学会発表] Detection of hydrogen peroxide (H2O2) in the Martian atmosphere with MEX/PFS2011

    • 著者名/発表者名
      Aoki, S., Y. Kasaba, M. Giuranna, A. Geminale, G. Sindoni, H. Nakagawa, Y. Kasai, I. Murata, D. Grassi, and V. Formisano
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      20111002-07
  • [学会発表] Effects of mesospheric wind on the propagation of planetary-scale waves2011

    • 著者名/発表者名
      Hoshino, N., H. Fujiwara, M Takagi, and Y. Kasaba
    • 学会等名
      EPSC-DPS Joint Meeting 2011
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      20111002-07
  • [学会発表] Mars Atmosphere Exploration Plan in MELOS2011

    • 著者名/発表者名
      Imamura, T., Y.Kasai, T.Kuroda, Y.Kasaba, N.Otobe, G.Hashimoto, K.Ogohara
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20110808-20110812
  • [学会発表] Akatsuki 2-micron Camera IR22011

    • 著者名/発表者名
      Satoh, T., M.Nakamura, K.Uemizu, M.Suzuki, G.Hashimoto, Y.Kasaba, M.Ishiguro, F.Usui, M.Ueno
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20110808-20110812
  • [学会発表] Hydrogen Peroxide (H2O2) in the Martian Atmosphere Observed by Planetary Fourier Spectrometer (PFS) Onboard Mars Express2011

    • 著者名/発表者名
      S.Aoki, Y.Kasaba, M.Giuranna, A.Geminale, G.Sindoni, H.Nakagawa, I.Murata, Y.Kasai, D.Grassi, V.Formisano
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20110808-20110812
  • [学会発表] Mid-Infrared Heterodyne Spectroscopy Dedicated to Observation of Planets at Haleakala, Hawaii2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nakagawa, Y.Kasaba, S.Aoki, M.Kuroda, I.Murata, S.Okano
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20110808-20110812
  • [学会発表] ハワイ・ハレアカラ山頂への惑星専用望遠鏡設置計画:VI2011

    • 著者名/発表者名
      岡野章一, 笠羽康正, 鍵谷将人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] 超高波長分解能惑星分光観測を可能にする中間赤外レーザヘテロダイン分光システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      中川広務, 青木翔平, 笠羽康正, 村田功, 岡野章一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] 太陽X線・紫外線強度の短時間変動に対する熱圏・電離圏の応答2011

    • 著者名/発表者名
      市川義則, 藤原均, 笠羽康正, 寺田直樹, 寺田香織, 星野直哉
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Methane on Mars : Current observations and implication2011

    • 著者名/発表者名
      H.Nakagawa, Y.Kasaba, Y.Kasai, H.Sagawa
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Search of H2O2 in the Martian atmosphere by MEX/PFS2011

    • 著者名/発表者名
      S.Aoki, Y.Kasaba, M.Giuranna, A.Geminale, G.Sindoni, H.Nakagawa, I.Murata, V.Formisano
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Effects of gravity waves on the wind velocity in the Venusian mesosphere and thermosphere2011

    • 著者名/発表者名
      N.Hoshino, H.Fujiwara, M.Takagi, Y.Kasaba
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Derivation of two-dimensional wind velocity distribution in south polar vortex of Venus from VEX/VMC2011

    • 著者名/発表者名
      M.Sato, Y.Kasaba
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Energy transportation of Venusian atmospheric turbulence evaluated by VEX/VMC UV images2011

    • 著者名/発表者名
      T.Teraguchi, Y.Kasaba, N.Hoshino, T.M.Sato, Y.Takahashi, S.Watanabe, M.Yamada, Y.Matsuda, T.Kouyama, D.Titov, W.Markiewicz
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      千葉・幕張メッセ
    • 年月日
      20110522-20110527

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公開日: 2013-06-26  

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