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Date: 15 Jul 2002 13:44:13 -0000
Message-ID: <20020715134413.6236.qmail@dennou-t.ms.u-tokyo.ac.jp>
From: odakker@gfd-dennou.org
To: mosir-ml@ep.sci.hokudai.ac.jp
Subject: [mosir-ml 693] 授業案 2

  小高/千葉です.

遠隔授業案を改訂しました. とりあえず以下を基本プランとして大島さんに提
案してみます. 

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水惑星の気象学

[授業形態]

講義形式

[授業目標]

大学教養レベルの授業の実現．
  ・地球，火星，金星（地球型惑星）の相違点（＋類似点）の理解．

[導入]

  ・地球型惑星について
    - なぜ，この三つの惑星を比較するのか？
      - 地球の「兄弟星」
      - 「つくり」が似ている
      - 固体の地表面, 薄い大気 (h/R << 1)

  ・地球 (ひまわり全球), 火星, 金星の写真を見比べる．
    違いを視覚的に理解してもらう．
　　- 特徴を生徒に挙げてもらう

  ・着目点
    - 地面は見えるか? 
　    - 地球は結構晴れている
        - 水蒸気吸収帯では見えない (ひまわり IR2?) 
      - 金星は見えない
	- 硫酸 (SOx) の雲に覆われている
      - 火星だいたい晴れている. 
        - ときどきダストストームで見えない

[展開]: 各惑星の特徴を解説
        一言で各惑星大気における気象の特徴を記述
        その原因を地球と比較することで理解することを目指す

  ・地球
    - 雨 (降水) を伴う
      - 地表面の 7 割は海
      - ハドレー循環の実体は積雲対流活動 (図示する) 
        - 対流中心とクラウドクラスターをひまわり画像によって示す
      - 中緯度の温帯低気圧を可視化  

    - 上昇下降の非対称性の存在
      - 狭い上昇域と広い下降域
        - それゆえ結構晴れている
        - 亜熱帯高圧帯 (砂漠のあるところ)

  ・火星
    - 地球より遠い 
      - 冷たい

    - 水がない
      - 昼夜の温度差が大きい (100K) 
        - 地球の砂漠域における昼夜の差から想像できる (40 K)  
   
    - 砂嵐の存在
      - 1 ヵ月以上続く
      - 大気(濃度)が薄いため, 砂による日射吸収加熱の影響大
      - 地球では限定的に発生
        - サハラ砂漠, タクラマカン砂漠, 黄砂
        - 水蒸気の凝結核となって落下

    - 自転角速度は地球と同じ

    - 第 0 近似は「水のない(凍結した)地球」
      - 過去の火星には(液体の)水が(大量に)存在したと推定される
        - バレーネットワーク, アウトフローチャネル, 北半球の平原

  ・金星 
    - 地球より近い
      - とても暑い (700K, 100Pa) 

    - 水はない
      - 硫酸の雲
        - 地球では「酸性雨」になって落ちて来る

    - 基本パターンはよくわかってない
      - 自転角速度は非常に小さい
      - 高速東西風 (4 日循環) の存在
      - 雲層より下はほとんどわかっていない
        - 見えないから
	- 高温・高圧のため (700K, 100Pa) 
    
    - 第 0 近似は「水のない(海の干上がった)地球」
      - 過去には地球と同程度の量の海があったと推定されている (D/H 比).
      - 暴走温室効果


[まとめ]

  ・軌道半径の違いによって異なった惑星進化を辿り, 
    結果として気象に大きな違いを生じた
    - 0.7 - 1.5 AU の範囲 (30-50% の違い)
  
  ・今後の惑星気象学（惑星流体学）の展望．
    - 地球と比べることでしか理解できない
      - 主要な手段は数値シミュレーション
      - 記述言語としての地球流体力学

    - 惑星探査: 実際の姿を把握する. 
      - アメリカの火星探査計画の紹介
      - 日本の金星探査


[参考文献]

さらに詳しく勉強するためには ?

  ・一般向けの本
  ・教科書 
  ・気象予報士受験参考書
  ・惑星の情報が載っているWebサイトの紹介
  
  
[生徒に望まれる基礎的知識]
  ・温帯低気圧
  ・ハドレー循環
  ・貿易風，偏西風
  ・地球型惑星
    - 固体の地面を持つ
    - 大気の厚さは固体部分に比べて十分薄い
    - 大気循環の駆動源は日射


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│小高  正嗣        北海道大学大学院理学研究科 地球惑星科学専攻       │
│Odaka, Masatsugu  Division of Earth and Planetary Sciences,         │
│                  Graduate School of Science, Hokkaido University   │
│                  Kita-10 Nishi-8 Kita-ku, Sapporo 060-0810, Japan  │
│                  E-mail: odakker@gfd-dennou.org                    │
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