火星現象論: 火星大気の波動

地球流体電脳倶楽部

1996 年 5 月 24 日

目次

• 傾圧不安定波
• 地形性定在波
• 内部重力波
• 参考文献

概要:

火星の大気波動を概観する.

傾圧不安定波

図1はバイキング2号による地表の風と地表面気圧の観測結果である. 図の中の上の曲線がmeridional windのデータで, 下の曲線が地表面気圧のデータである. 風速の値は図の右側にm/secで, 圧力の値は図の左側にmbで示してある. 図の横軸は時間をバイキング2号が着陸してからの日数であらわしている. また図の上には対応する $L_s$ の値も示してある.

地表面気圧も風も3.1火星日(sol)周期の変動をしている. この変動は傾圧不安定波の存在を示唆するものであると考えられている. 圧力については3.1sol周期の変動に加えて大気量が 増加していく現象も重なって表れている.

また雲の形からも傾圧不安定波の存在が示唆されている. GCMによるsimulation(Leovy and Mintz,1969)によっても傾圧不安定波が 存在しうることが示されている. (Leovy,1979)

図1 地表面気圧と風の変動(Leovy(1979), fig 6)

地形性定在波

火星表面の地形により波が生じると予想されている. forcingの形態としては次の2つが考えられている. (Leovy,1979)

• 高低差による運動学的なforcing
• differential heating

これらの波はmodelによってsimulateされている. (例えば, Moriyama(1973))

内部重力波

探査機で撮影された写真の中の雲のパターンから 内部重力波の存在を知ることができる. 図2の写真で見られるのは山岳によりつくられたLee waveである. (Briggs and Leovy,1974)

図2 内部重力波(Briggs and Leovy(1974), fig 3)

参考文献

Briggs, G.A. and Leovy, C.B., 1974: Mariner 9 observations of the Mars north polar hood, Bull. Ame. Meteoro. Soc., 55, 278-296.

Leovy, C.B., 1979: Martian Meteorology, Ann.Rev.Astron.Astrophys., 17, 387-413.

Moriyama, S., 1973: The dynamical effect of real Mars orography upon the large-scale air flow and some meteorological phenomena of Mars, J.Meteoro.Soc.Japan., 51, 73-85.

謝辞

本稿は 1989 年から 1993 年に東京大学地球惑星物理学科で行われていた, 流体理論セミナーでのセミナーノートがもとになっている. 原作版は石渡正樹による「火星現象論」 (1989/05/19) であり, 林祥介によって地球流体電脳倶楽部版「火星現象論」 として書き直された (1996/06/23). 構成とデバッグに協力してくれたセミナー参加者のすべてにも 感謝しなければならない.

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