[地球] 中間圏/熱圏/電離圏の物理/化学

[火星] 火星からの大気散逸シミュレーション

[金星] 大気大循環モデルを用いた中間圏-熱圏風速場

　金星の中間圏・熱圏には、金星雲層のスーパーローテーション（自転速度の60倍もの高速東西風が吹く現象）と 同様に風速100m/sもの高速東西風が存在しています。 この高速東西風は、下層大気で励起された大気波動が角運動量を上層大気に輸送して駆動されると考えられています。 しかし、現在でもその詳細(どのような大気波動か？どのくらいの角運動量を輸送するのか？どの高度まで伝搬可能か？など) はわかっていません。
　私たちはこの高速東西風生成のメカニズム解明を目標に、独自に開発した大気大循環モデルを用いたシミュレーションを 行っています(研究A3)。

星野 直哉 (D2)

[金星] 太陽X線・紫外線による火星・金星電離圏でのプラズマ生成

　電離圏プラズマは、太陽からのX線・紫外線により熱圏中性大気が光電離することによって生成されます。 地球電離圏を中心に、金星、火星電離圏における光電離によるプラズマ生成や、その後の電荷交換反応など、 電離圏でのプラズマ・中性粒子の衝突・化学反応の詳細について多くの研究者によって研究が進められてきました。 しかしながら、X線や短波長の紫外線(Extreme Ultraviolet: EUV)は計測が困難であり、現在用いられている太陽 放射スペクトルモデルには多くの不確定さがあります。また、多くの太陽放射スペクトルモデルでは、すべてのX 線領域をカバーしてはいません。本研究では、火星・金星電離圏でのプラズマ生成率を正確に見積もるために、 最新の太陽X線・EUVフラックスの観測値(またはフラックスモデル)を用いた数値計算を実施しています。ここでは、 従来の電離圏モデルでは考慮されていなかった波長領域の太陽放射による光電離の効果を取り入れています。 Mars Global Servyer (MGS)観測により、太陽フレア(X線による光電離)によって火星電離圏が大きく変動する様子 が明らかになりました。また、過去(何億年も昔)の太陽からは現在よりも遥かに強いX線・紫外線が放射されていた ことがわかっています。本研究での取り組みは、こういった太陽フレアに対する惑星電離圏の応答や、過去の火星・ 金星電離圏でのプラズマ生成に関する理解を深めるために極めて重要であると考えています。

市川義則　(M1)

[木星] 電離圏・熱圏・磁気圏結合の研究

　太陽系惑星の中で最大の固有磁場を持ち、約10時間で自転する木星。その高速自転に起因する中性大気の力学エネルギーは、惑星超高層(電離圏・熱圏)領域のプラズマを介して磁気圏へ供給されます。一方、超高層領域のプラズマ・中性大気は、磁気圏の影響を強く受けます。この多圏間のつながり(エネルギー・角運動量輸送過程)は、木星オーロラと関連すると考えられ、また、中性子星などの「高エネルギー天体」に通じる奥の深い問題のひとつです。
　木星熱圏・電離圏モデル研究から、多圏間結合下のプラズマ・大気運動の特徴が得られつつあります。観測される木星オーロラ構造・大気運動との比較を通して、多圏間結合の物理過程の理解につなげることを目標に、モデル開発を進めています(研究A5)。

垰 千尋 (2009 博士論文 [現：ISAS/JAXA])