神戸大学 大学院 理学研究科
惑星学専攻 / 理学部 惑星学科

流体地球物理学教育研究分野 (地球および惑星大気科学研究室)

研究の興味

地球や多くの惑星の表層環境を規定する上で大気や海洋は重要な役割を担っています.例えば現在の地球地表平均温度はだいたい摂氏15度ですが,これは大気の温室効果と大気・海洋の流れが熱を南北に輸送することによって維持されています.したがって,大気組成や大気・海洋の流れが変化すれば表層環境も変化することになるわけですが,そのメカニズムは必ずしも明らかにはなっているわけではなく,変化の予想は未だにたやすくはありません.まして,地球表層環境が生命を育む惑星として過去45億年間の長きにわたって,全球凍結などの事象を経験しつつも,かなり安定に存在しえたということは驚異というべきものであり,その安定性がどのように保たれてきたのかはまだよく理解されていない問題です.地球および惑星大気科学研究室では,地球をその1つとする惑星大気一般の気象や気候システムを支配する理の解明を目指しています.

1. 惑星気象学・気候学 ~惑星大気・表層環境の多様性に関する研究~

太陽系内の地球型惑星 (地球・金星・火星) の大気運動を比べてみると,金星ではスーパーローテーションと呼ばれる惑星を4地球日で一周する速い東風が吹いていたり,火星では小規模なものから惑星全体を覆うようなものまで様々な規模のダストストームが発生したりといった,地球では見られない不思議な大気現象が存在しています.また,太陽系外に発見されている惑星の表層環境・循環構造は太陽系内惑星とは大きく異なる可能性があります.このような地球とは異なる大気現象がどういったメカニズムで発現しているのか,またなぜそのような現象は地球では見られないのか,さらには太陽系外のまだ見ぬ惑星の大気循環はどういったものでありえるのか,そういった問題を理論的・数値的に研究しています.

2. 惑星進化学 ~生存可能惑星の形成と進化に関する研究~

地球には海があって生物がはびこっていますが,そのお隣の金星と火星はそれぞれ灼熱と酷寒の環境で海はなく生物も存在していないように見えます.こうした惑星表層の顔つき (環境) の違いは,太陽放射加熱の強さ,大気・海洋の質量と組成,惑星の自転速度と自転軸傾斜角,などによって規定されていますが,なかでも大気質量と組成の違いが惑星表層環境の多様性をもたらす主要な原因となっています.大気・海洋は惑星形成と同時に形成され,形成後は大気が宇宙空間に流出したり,固体惑星と物質交換することによって変化します.したがって,惑星表層環境の多様性を理解するには,惑星形成過程からその後の地質学的時間スケールまでも含めて,大気の質量と組成の進化を解明することが必要です.理論 (現象の数理物理的な記述)・数値実験 (単純化した惑星表層環境モデル)・観測 (探査機・地上望遠鏡) といった手段を用いて,惑星表層環境の形成と進化を支配する理の解明を目指しています.

主な研究テーマ

次のようなテーマについて研究しています.

  • 大気大循環モデルを用いた惑星大気大循環の研究 (火星, 地球, 金星, 外惑星, 系外惑星)
  • 簡略モデルを用いた大気現象素過程の研究
  • 金星探査機「あかつき」データ解析
  • 火星着陸機搭載用気象測器の開発                      

                               更新日 2025.6.25