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学部生に伝える研究最前線　金星の夜の風を見る 金星の夜の風を見る 福谷 貴一（地球惑星科学専攻修士課程（研究当時）） 今村 剛（新領域創成科学研究科／地球惑星科学専攻兼務 教授）   金星は濃い二酸化炭素大気に包まれており，温室効果のために地表は460℃という灼熱の世界である。高度60km付近には硫酸の雲が隙間なく浮かび，「超回転」と呼ばれる100m/sに達する暴風が，ゆっくりとした自転の60倍の速さで金星全体で吹いている。地球とほぼ同じ大きさの金星がこれほど異様な環境を有することは，地球をはじめ惑星の環境はどのようなしくみで作られるのかという問いを投げかけている。惑星全体をおおう雲や大気の超回転は，金星の他にも，土星の衛星タイタンや，太陽系外の惑星にも存在することがわかってきた。地球のすぐ隣にあって詳しい調査が可能な金星は，共通する大気現象を有する惑星たちを理解するためのリファレンスとなっている。 金星大気の運動はこれまで，太陽光によって照らされた雲の動きからおもに推定されてきた。それでは当然，夜間の風はわからない。もちろん超回転は夜間にもあるが，知りたいのは，超回転する大気中で生起する大気現象である。たとえば昼間の雲頂には赤道から両極へと向かう10m/s前後の流れがある。この極向きの流れは，約40年前の発見当初，赤道域で日射により暖められた大気が上昇して高緯度に向けて流れる「ハドレー循環」をとらえたものと解釈された。しかし近年は，日射加熱が励起する流体波動である「熱潮汐波」 の一部分をとらえたものという解釈もあり，それぞれの寄与はわかっていなかった。ハドレー循環は昼夜全ての南北風を平均した流れであり，熱潮汐波は昼夜の風の違いをもたらす波である。前者は熱と物質の循環を担い，後者は運動量を輸送して超回転の維持に働きうることから，金星気象学の主たる興味の対象であり続けてきた。これらの解明のためには風を昼夜の区別なく計測せねばならないが，これまで実現しなかった。 図:（左）地方時と緯度についての風速の分布。超回転成分を差し引いてある。（右）雲層付近の循環のイメージ。超回転に重なるように，昼側と夜側に反対方向の南北の流れがある。   今回私たちは，雲が発する赤外線を探査機あかつきに搭載された赤外線カメラで撮影し，昼夜の区別なく雲の動きを可視化することに成功した。 その結果，夜間には昼間とは逆に両極から赤道に向かう流れが生じ，昼夜を通して平均すると南北の循環はほぼゼロであることがわかった。このことは，ハドレー循環の極向きの流れは雲頂より高いところにあり，赤道向きに戻ってくる流れは雲頂より低いところにあるために，その中間高度にあたる雲頂では南北の流れが弱いと解釈できる。 また，時間帯による平均風速の違いから熱潮汐波の構造が判明し，超回転の維持に働いていることが確かめられた。 こうして40年来の謎である夜間の風が判明したことで，大気循環の2大プロセスと言えるハド レー循環と超回転の理解が大きく進んだ。今回明らかにしたような，雲層の日射加熱に対する大気の力学応答は，中心星の近くをまわる太陽系外の惑星において超回転を引き起こすなど重要な役割を担うことも予想されており，今後の重要な研究テーマである。 本研究は，K. Fukuya et al. , Nature 595, 511 (2021) に掲載された。 （2021年7月22日プレスリリース） 理学部ニュース2021年11月号掲載   学部生に伝える研究最前線>     News Press Releases 2024年 2023年 2022年 2021年 News 受賞・表彰 2024年 2023年 2022年 2021年 総長賞・学修奨励賞・研究奨励賞 受賞者一覧 お知らせ Features 理学部ニュース トピックス 2024年 2023年 2022年 2021年 理学エッセイ 理学のタマゴ 理学のススメ 未来へのとびら 理学の研究者図鑑 理学の謎 １+１から∞の理学 学部生に伝える研究最前線 理学の本棚 学生支援室よりみなさんへ・男女共同参画委員会よりみなさんへ 温故知新 英語で伝える科学 理学部見聞録 リガクル YouTubeチャンネル Events 理学部公開講演会 オープンキャンパス 高校生講座 女子中高生イベント 東京大学理学部ホームカミングデイ サイエンスカフェ 臨海実験所 植物園本園・分園 木曽観測所 過去に開催したイベント イベント通知メールの登録 サイエンスギャラリー イメージバンク 全て 建物 人 歴史 設備 教育 研究 物理学専攻 天文学専攻 地球惑星科学専攻 化学専攻 生物化学専攻 生物科学専攻 臨海実験所 植物園 地殻化学実験施設 天文学教育研究センター 数理科学研究科 学務からのお知らせ News Press Releases News 受賞・表彰 お知らせ Features 理学部ニュース リガクル YouTube Events サイエンスギャラリー イメージバンク 理学系について 研究科長からのご挨拶 憲章 組織 機構図・役職 窓口一覧(学内限定) 研究者 共有施設 理学図書館 小柴ホール・共通講義室 歴史 ロゴ 理学部概要・パンフレット 会議資料 教授会議事録 会議資料サイト(学内限定) 研究 最新の研究成果 専攻紹介 附属施設紹介 素粒子物理国際研究センター 研究倫理 入学案内 学部 アドミッションポリシー 学士入学 GSC 学部研究生 学部聴講生 奨学金 大学院 --> 大学院 アドミッションポリシー 修士課程 博士課程 GSGC 外国人特別選考 外国人研究生 大学院研究生 特別聴講学生 奨学金 教育 学部教育 お知らせ 学科紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 科目ナンバリング 授業評価アンケート 大学院教育 お知らせ 専攻紹介 カリキュラム・ディプロマポリシー 教育プログラム 産学連携プラットフォーム 科目ナンバリング 国際 ダブルディグリープログラム 受入れプログラム 学生の声 UTRIP GSC GSGC その他プログラム 派遣プログラム 学生の声 SVAP UGRASP GRASP その他プログラム 支援 奨学金・経済的支援 就職情報・キャリア支援 キャンパスライフ 保健センター 学生支援室 育児支援室・休養室 ハラスメント相談体制 ダイバーシティ＆インクルージョン 男女共同参画室 バリアフリー支援室 国際支援 留学生 外国人研究者・教員 在学生向け留学情報 研究者の海外派遣情報 グローバル化支援(学内) ETHZとの戦略的パートナーシップ(SPUR) 研究科支援 研究支援総括室 情報システムチーム 技術部 広報室 環境と安全 環境安全管理室 放射線管理室 研究資金 卒業生・修了生 同窓会 各種証明書交付申請のご案内 寄付のご案内 基金紹介 寄付金の活用事例 寄付者からのコメント 社会貢献 --> 社会貢献 公募 アクセス お問い合わせ 撮影・取材について ポリシー サイトマップ facebook twitter YouTube instagram spotify © 2024 東京大学 大学院理学系研究科 広報委員会 ↑