2019 Fiscal Year Annual Research Report
Explorations of climate diversity of terrestrial exo-planets and estimations of parameters based on climate states
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19H01947
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90271692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
はしもと じょーじ 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10372658)
高橋 芳幸 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00372657)
須藤 靖 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90183053)
小倉 知夫 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (10370264)
中島 健介 九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
竹広 真一 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (30274426)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地球型系外惑星 / 大気大循環モデル / 模擬観測 / 惑星表層環境推定 / 惑星自転角速度・自転傾斜角推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は, 大気大循環モデルを用いて海陸分布・自転角速度・自転傾斜角などを変更した包括的なパラメータ実験を実施し, その結果を模擬観測に提供し系外惑星観測をおこなった場合にどのような光度データをもたらすのかを明らかにする. これらを通じて, 将来の直接撮像スペース望遠鏡で系外惑星の観測を行った際に, 惑星の海陸分布・自転角速度・自転傾斜角を推定する方法について検討をおこなう. 本年度は, 以下の研究活動を行なった. (0) RAID の設置. 備品としてRAID装置を購入した. これによりパラメータ実験のデータ領域の確保ができた. (1) パラメータ実験として、地球設定を用いた自転傾斜角変更実験・地球に比較して表層の水量が極めて少ない陸惑星実験・全球が海洋に覆われた海惑星実験を実施した. (2) 自転傾斜角変更実験の結果の模擬観測を行なうことにより, 地球と同じ海陸分布を持ち 10 パーセクの距離にある惑星の北半球を口径 4m の宇宙望遠鏡で 1 年間の連続観測を行なった場合、惑星の自転傾斜角を数度の精度で推定できることが示された. (3) 陸惑星実験では、太陽定数を変更した数値実験を行なうことにより、過去の研究結果よりも広い太陽定数範囲で表層に液体の水が存在し得ることが示された. (4) 水惑星実験では、灰色大気の場合についての太陽定数変更実験を実施し, 過去に我々が作成していた気候レジームダイアグラム図の修正・更新を行なった. (5) 放射モデル開発も行ない、過去火星における過酸化水素による温暖化効果に関する考察も行なった. (6) 以上の成果に関する議論を行なう国際ワークショップも開催した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本来であれば、水惑星設定を用いた非灰色放射大気の場合についての数値実験を実行する計画であったが, 研究実績の概要において記述したように, 過去の研究で作成していた灰色放射の場合の気候レジームダイアグラムの修正を行なう必要が生じたのでそれを行なうことはできなかった. 修正を行なうに至った理由は過去の我々の研究で使っていたモデルに深刻なバグが発見されたことである。来年度以降に水惑星実験を更に進める予定である.しかし, 気候レジームダイアグラムの修正を行なう論文の投稿を行なうことができた上, その他の問題について「研究実績の概要」で記載したように多肢にわたる内容で研究を推進することができた.
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」で記述した(2) の模擬観測を用いた研究に関しては, 来年度に論文化を進める. 更に, 多様な場合についての検討を行なう予定である. (3) の陸惑星実験に関しては, 長時間積分・自転傾斜角変更実験などを行なうことにより今年度得られた結果の検証を行なう予定である.(4) の水惑星実験に関しては、海洋の熱輸送を考慮した場合、同期回転惑星設定実験など多様な場合についての考察に進む予定である.
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