赤外スペクトルの反転解析による火星大気微細構造の研究

红外光谱反演分析火星大气精细结构研究

基本信息

批准号：
16740274
负责人：
今村剛
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Japan Aerospace Exploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740274/
关键词：
火星大気赤外線気象

项目摘要

米国の火星周回機Mars Global Surveyorに搭載された赤外干渉分光計TESで得られた大気熱放射スペクトルから、水平スケール数十〜数千kmのメソスケールでの擾乱のスペクトルを調べた。昨年度は衛星軌道に沿った大気温度の分布をフーリエ解析することで空間スペクトルを得る手法を確立したが、今年度はその手法を3火星年のデータに適用し、緯度・季節・年による違いを調べた。得られたスペクトルには、傾きが低波数側で大きく高波数側で小さいという傾向が見られる。地球で見られた波数依存性に近いものもあるが、特に高波数側ではノイズを考慮しても-5/3乗より緩やかである。これは水平乱流では説明できず、内部重力波の寄与が考えられる。緯度・季節依存性としては(1)夏冬期には冬半球高緯度でパワーが大きく、次いで冬半球中緯度でパワーが大きい。(2)春秋期には両半球の高緯度でパワーが大きい。という傾向がある。これは南北温度傾度が大きい場所でパワーが大きいことを意味しており、傾圧不安定や偏西風に伴う重力波の励起や傾圧擾乱からのカスケードが考えられる。また、年による違いが大変大きく、各緯度でのパワーの季節変化は年々変動に覆い隠されてしまいがちである。この他、極域に焦点を当ててドライアイスの極冠によって励起される大気波動の構造を探った。南極域の夏期に限って東西波数1の波動構造が存在し、高度とともに西にずれた位相構造を持つことが明らかになった。この波動はプラネタリー波と解釈できる。

我们利用美国火星全球探测者号上的红外干涉光谱仪TES获得的大气热辐射光谱，研究了水平尺度数十至数千公里的中尺度扰动光谱。去年，我们建立了一种通过对卫星轨道上的大气温度分布进行傅里叶分析来获取空间光谱的方法，今年我们将该方法应用于三个火星年的数据，以检查由于纬度、季节和年份而产生的差异。调查了一下。所获得的光谱显示出斜率在低波数侧大而在高波数侧小的趋势。存在一些与地球上看到的接近的波数依赖性，但特别是在高波数侧，即使考虑噪声，它也比 -5/3 更温和。这不能用水平湍流来解释，需要考虑内部重力波的贡献。纬度/季节依赖性如下： (1)夏季和冬季，冬半球高纬度地区功率较大，冬半球中纬度地区功率次之。 (2)春秋两季，两半球高纬度地区功率较大。有一种倾向。这意味着在南北温度梯度较大的地方功率较大，并且考虑了斜压不稳定、与西风相关的重力波激发和斜压扰动的级联。此外，年份之间的差异非常大，每个纬度的功率季节变化往往会被逐年波动所掩盖。此外，我们还关注极地地区，研究了干冰极冠激发的大气波的结构。结果表明，南极地区仅在夏季存在东西向波数为1的波结构，且相位结构随海拔高度向西移动。这种波可以解释为行星波。