火星の中層大気は主に大気重力波が駆動　——  再解析データを用いた火星大気大循環の気候値と地球大気との比較による 大気大循環駆動メカニズムの解明 ——

プレスリリース
佐藤 薫（地球惑星科学専攻 教授)
高麗 正史（地球惑星科学専攻 助教)
阿隅 杏珠（地球惑星科学専攻 大学院生)

発表のポイント

• 近年利用可能となった火星の再解析データ「EMARS」を用い、地球と火星との比較惑星的視点から火星大気大循環の季節変化とその駆動メカニズムを明らかにしました。
• 大気大循環を駆動する大気波動のうち、大気重力波はスケールが小さいため、全球での観測やモデル再現が難しく、その寄与は定量的に調べることができませんでした。本研究では、地球大気研究で構築された理論に基づく間接推定法を火星大気にも適用したところ、重力波の駆動力を得ることに成功し、その結果大気重力波が大きな役割を果たしていることが解明されました。
• 本研究で明らかになった大気重力波の知見に基づき、火星大気大循環モデルの検証・改善が行われれば、より現実大気に近い火星大気の全球規模の変動が明らかになることが期待されます。これにより、火星探査機の着陸時期における火星大気の大気現象予測など、将来の火星天気予報の実現に貢献する可能性があります。
  

発表概要

東京大学大学院理学系研究科の阿隅杏珠大学院生（博士課程1年）、佐藤薫教授、高麗正史助教と、神戸大学大学院理学研究科の林祥介特命教授による研究グループは、火星大気大循環における大気重力波の役割を明らかにしました。

本研究では、近年使用可能となった火星の再解析データを用い、火星大気大循環の季節平均的描像とその駆動メカニズムを調べました。浮力を復元力とする大気重力波は、鉛直方向に素早く伝播するため、大きな運動量を高高度まで輸送する働きがあります。しかしながら、時空間スケールが小さいため、全球での観測やモデル再現が難しく、火星大気大循環を駆動する大気重力波の寄与は定量的に調べられてきませんでした。そこで、地球大気の理論を火星大気にも適用することでこれを間接的に推定しました。

その結果、火星大気大循環の構造は、中高緯度において大部分が大気重力波の寄与により説明されることが明らかになりました。特に、高度約60km以上で大気重力波の寄与が大きく、火星中層大気は主に大気重力波が駆動していることが明らかになりました。

これらの成果に基づく火星大気大循環モデルの検証・改善により、より現実大気に近い火星大気の全球規模の変動が再現できるようになることが期待されます。これにより、将来の火星天気予報の実現に貢献する可能性があります。

詳細については、以下をご参照ください。

• 理学系研究科web：https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10683/
• 掲載URL：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023JE008137