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                       森羅万象セミナー  第 59 回
                 http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~sinra/

                               小高正嗣
                      (東京大学 数理科学研究科)

          『2次元非弾性系を用いた火星大気放射対流の数値計算』

               日時  2001 年 11 月 6 日 (火) 16:00 - 17:30
               場所  理学部 5号館 201号室


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[講演要旨]

放射加熱によって駆動される火星大気対流の様子を調べるため, 2 次元非弾性
系モデルを用いた対流の直接数値計算を行った.  数値モデルは火星大気下層
の対流運動を陽に表現する空間分解能を持ち, これまでよく知られていなかっ
た火星大気の対流運動の特徴を明らかにすることができる.  計算は大気中に
ダストのない場合と, 対流にともなう風によって地表からダストが巻き上げら
れると仮定した場合の 2 例を行った.

数値計算の結果, 火星大気の対流はその循環セルの最大スケールがそれぞれ鉛
直に 10 km, 水平に 5〜6 km となるキローメータサイズの対流であることが
明らかとなった.  ダストのない場合の対流にともなう風の大きさは非常に強
く, 鉛直風, 水平風ともに 20 m/sec を超える.  モデルの水平風速から計算
される日中の地表摩擦の大きさは, 実験によって得られている地表からのダス
ト巻き上げに必要な臨界値 (〜 0.04 Pa) に達する.  この結果は, 火星大気
大循環モデル (GCM) においてもキロメータサイズの対流の地表面摩擦への寄
与を考慮すれば, 従来 GCM において計算不可能だったダストの自然な巻き上
げとダストストームの発生が計算可能となることを意味する.

対流にともなう風によってダストが巻き上げられる場合, ダストは 2 〜 3 時
間で速やかに対流層内に広がり混合される.  ダストが成層圏まで達すると対
流の背は低くなり, 対流にともなう風は弱くなる.  これはダストの太陽放射
吸収にともなう加熱によって成層圏温度が上昇するためである.  ダストの分
布にともなう放射加熱の水平非一様性が対流の循環パターンに与える影響は無
視できる程度である.



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セミナー幹事：横畠徳太