金星大気大循環における角運動量輸送と物質輸送について

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740278
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 山本 勝 和歌山大学, 教育学部, 助教授 (10314551)
• Keywords: 金星大気 / スーパーローテーション / 大気大循環

Research Abstract

本年度におこなったT10L50のVenus-like AGCMの成果についてはYamamoto and Takahashi (2002,2003)で公表されているので,ここでは,水平解像度を上げたT21L50のVenus-like AGCMの解析結果を基にして,スーパーローテーションの形成・維持のメカニズムに関する成果をまとめる(accepted by Geophys.Res.Lett.).惑星表面から上層大気に至る子午面循環が角運動量密度を下層から上層へ運ぶ.上層の角運動量は子午面循環の南北流によって高緯度へ運ばれるが,その一部は擾乱による赤道向き運動量輸送によって低緯度に戻される.したがって,子午面循環によって汲み上げられた角運動量が上層で蓄積される.また,下層大気でも擾乱が赤道向きに角運動量を輸送するので,下層大気の角運動量が子午面循環の上昇域である赤道域に集められる.その結果,子午面循環の上昇流が効率よく角運動量を上方輸送するようになる.以上の過程により,Gieracsh機構が有効に機能している.「Gieracsh機構の大きな水平渦拡散」は,順圧不安定であると信じられていたが,我々の研究では,順圧不安定以外の擾乱による赤道向き運動量fluxも「Gieracsh機構の大きな水平渦拡散」に対応することが示された.また,「Gieracsh機構の小さな鉛直渦拡散」は,重力波による下向きの角運動量輸送に対応することがわかった.
主として,角運動量は,子午面循環によって上層へ汲み上げられ,鉛直伝播する擾乱によって下方へ戻される.この結果,100m/s以上の高速流が形成・維持される.T21のAGCMで見られるように,c>U (c:位相速度,U:帯状平均東西流速)の高位相速度の赤道波による角運動量の上方輸送がc<Uの重力波による下方輸送を相殺する場合,赤道域の下向き角運動量輸送過程が機能しなくなる.その結果,擾乱による平均流減速が抑えられるので,雲頂付近の赤道域におけるスーパーローテーションがより強化される.

Research Products

• [Publications] M.Yamamoto, M.Takahashi: "Roles of Atmospheric Waves in Venus' Superrotation : Results of a Venus-Like GCM for a 3D Thermal Forcing"Theoretical and Applied Mechanics Japan. 51. 225-230 (2002)
• [Publications] M.Yamamoto, M.Takahashi: "The Fully Developed Superrotation Simulated by a General Circulation Model of a Venus-like Atmosphere"Journal of the Atmospheric Sciences. 60. 561-574 (2003)