火星から流出する大気の組成に対して大気上下結合が与える影響の解明

阐明上层和下层大气耦合对火星流出大气成分的影响

基本信息

批准号：
21J13710
负责人：
吉田奈央
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13710/
关键词：
惑星大気赤外分光微量大気成分大気循環熱圏電離圏変動

项目摘要

本研究は火星下層大気の変動が大気の流出源となる上層大気の組成に与える影響を、下層から上層の大気に渡って探査機データを用いて総合的に解明することを目的とした研究である。本年度は、下層・中層大気の組成変動に着目して特に解析を行っており、欧州の火星周回衛星Trace Gas Orbiter搭載の分光器NOMADの大気スペクトルから一酸化炭素(CO)混合比を導出し、季節変化、緯度変化等の解析を行った。下層・中層大気の観測結果からは、まず、中層大気における循環や擾乱による拡散の度合いを示す指標である渦拡散係数が季節・半球で2倍程度変動することを示唆した。これは、上層大気の大気組成分布を決める均質圏界面の高度が火星の南半球夏の時期に上昇したという先行研究の観測結果が、下層大気の循環・擾乱が活発になったことで引き起こされたと観測的に初めて示唆した結果である。この研究成果はYoshida et al. (2022)として学術誌Geophysical Research Lettersに掲載された。さらに、導出したCO混合比と光化学反応を含む火星全球大気大循環モデルを比較し、背景大気の循環の季節変化や熱潮汐波による上昇流・下降流の地方時変化によってCO混合比が変動することを初めて明らかにした。本研究から、微量大気成分が大気循環によって大きく変動することを明らかにできた。当内容は国際学術雑誌へ投稿予定である。なお、本年は約4ヶ月ほどベルギーの研究所に滞在し研究を遂行するとともに、海外学会での発表を3回、国内学会での発表を3回行った。

这项研究旨在全面阐明火星地下空气中波动对高层大气组成的影响，这是大气的来源，使用跨下层的航天器数据到上层大气层。今年，我们专注于较低和中间大气中的组成波动，并从Nomad的大气谱中得出了一氧化碳（CO）混合比，这是一个配备了欧洲轨道火星卫星痕量气体轨道的光谱仪，并分析了季节性变化和纬度变化。对下部和中间大气的观察结果表明，涡流扩散系数是由于循环和中间大气中的障碍而导致扩散程度的指标，在季节和半球上波动了大约两倍。这是第一个观察到，从先前的研究中观察到的观察结果是，在火星南半球的夏季，均匀的球界面的高度决定了上层大气中的大气组成分布，这是由下层大气中的主动循环和干扰引起的。这一研究发现发表在《吉田等人的地球物理研究信》中。（2022）。此外，我们比较了派生的共同混合比和火星全球大气通用循环模型，其中包括光化学反应，并首次揭示了由于背景大气的循环循环以及由于热潮汐波而引起的局部循环循环以及局部向上和向下的局部变化而导致的co混合比发生了变化。这项研究表明，由于大气循环，痕量空气含量发生了显着变化。此内容将发布到国际学术期刊上。今年，我在比利时的一家研究所呆了大约四个月来进行我的研究，并在海外学术会议上进行了三次演讲，并在国内学术会议上进行了三次演讲。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Variation of CO/CO2 profile in the Martian middle atmosphere observed by TGO/NOMAD

TGO/NOMAD 观测到的火星中层大气中 CO/CO2 分布的变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Yoshida;H. Nakagawa;S. Aoki;J. Erwin;A.C. Vandaele;I. Murata;I. Thomas;F. Daerden;L. Neary;S. Koyama;N. Terada;Y. Kasava;B. Ristic;MR. Patel;G. Bellucci;J.-J. Lopez-Moreno
通讯作者：
J.-J. Lopez-Moreno

CO distributions and climatology in the Martian middle to upper atmosphere retrieved from TGO NOMAD solar occultation

从 TGO NOMAD 太阳掩星反演的火星中高层大气中的 CO 分布和气候学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Yoshida;S. Aoki;F. Daerden;J. Erwin;H. Nakagawa;A. C. Vandaele;I. Thomas;L. Trompet;I. Murata;N. Terada;L. Neary;M. A. Lopez-Valverde;A. Modak;G. Villanueva;G. Liuzzi;Y. Kasaba;M. Patel;B. Ristic;G. Bellucci;and J. J. Lopez Moreno
通讯作者：
and J. J. Lopez Moreno

Variations in vertical CO/CO2 profiles in the Martian mesosphere and lower thermosphere measured by ExoMars TGO/NOMAD: Implications of variations in eddy diffusion coefficient

ExoMars TGO/NOMAD 测量的火星中层和低热层垂直 CO/CO2 剖面的变化：涡流扩散系数变化的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Yoshida H. Nakagawa;S. Aoki;J. Erwin;A. C. Vandaele;F. Daerden;I. Thomas;L. Trompet;S. Koyama;N. Terada;L. Neary;I. Murata;G. Villanueva;G. Liuzzi;M. A. Lopez-Valverde;A. Brines;A. Modak;Y. Kasaba;B. Ristic;G. Bellucci;J.-J. Lopez-Mo
通讯作者：
J.-J. Lopez-Mo

Variation of CO/CO2 profiles in the Marian mesosphere and lower thermosphere retrieved from TGO/NOMAD

从 TGO/NOMAD 检索到的玛丽安中层和低层热层中 CO/CO2 剖面的变化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Yoshida;H. Nakagawa;S. Aoki;Erwin;J.;Vandaele;A. C.;I. Murata;Thomas;I.;Daerden;F.;Lori;N.;Trompet;L.;S. Koyama;N. Terada;Y. Kasaba;Ristic;B.;Patel;M.;Bellucci;G.;and Lopez-Moreno. J.-J
通讯作者：
and Lopez-Moreno. J.-J

コロラド大学/メリーランド大学(米国)

科罗拉多大学/马里兰大学（美国）