研究課題
従来の電波掩蔽観測のデータ解析では電波を1本の光線として扱う幾何光学解法が用いられてきたが、複数の異なる経路の電波が同時に受信器に届くマルチパスを正しく扱えないこと、回折効果により高度分解能が制限されること、が難点であった。これらを解決する新たな手法として、受信信号の位相と振幅の時系列データ全体を同時にスペクトル解析する電波ホログラフィ法を、惑星大気の電波掩蔽データに適用する。 具体的にはホログラフィ法の一つであるFull Spectrum Inversionを欧州の金星探査機Venus Express電波掩蔽のオープンループデータに適用すべく、地球大気のGPS電波掩蔽のために開発されたアルゴリズムをもとにソフトウェアを開発した。この手法は電波源と受信点がともに惑星のまわりのほぼ円軌道上にあることが前提であるが、この前提にあてはまらない金星電波掩蔽で観測された位相データを仮想的な円軌道でのデータに補正した。こうして補正したデータにFull Spectrum Inversionを適用した結果、従来の幾何光学解法とよく似た鉛直大気構造が得られ、そこには幾何光学解法よりも細かな（鉛直スケール～数十m）構造が見られた。得られた高分解能温度プロファイルをスペクトル解析した結果から、新たに見いだされた微細構造は内部重力波によって作られた実際の大気構造であるという確証が得られた。こうして惑星大気の微細温度構造をとらえることに初めて成功し、成果を投稿準備中である。
2: おおむね順調に進展している
本研究課題である電波ホログラフィ法の惑星観測への応用に向けて、そのような手法の一つであるFull Spectrum Inversionを実際の観測データに適用し、新たな手法がもっともらしく機能することを確認できた。現在は多くの観測データにこれを適用してグローバルな分布の特徴を抽出しつつあり、最終目標に迫っている。
金星探査機Venus Expressにより得られた多くの電波掩蔽データにFull Spectrum Inversionを適用し、鉛直気温分布のスペクトル解析によって微細な大気重力波の伝搬・飽和・砕波のグローバル分布を明らかにする。こうして得られた結果をもとに、重力波による平均流加速と乱流生成、乱流のカスケードによるエネルギー消散、水平乱流による運動量輸送を解明する。
購入したソフトウェア等の価格が計画時より値下がりしていたため。当初予定よりも国内での打ち合わせ旅費が増える見込みであるため、それに充てる。
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Icarus
巻: 228 ページ: 181-188
10.1016/j.icarus.2013.10.012
Astrophys. J.
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