土星概観

• 土星に関する基本的な数字
  • 天文学に関する数字
  • 大気科学に関する数字
  • 練習問題
  • 練習問題回答例
  • 参考文献
• 土星の探査
  • パイオニア11号
    • 図1. パイオニア11号 ( Dyre 1980 )
    • 図2. パイオニア11号の航跡 ( Dyre 1980 )
  • ボイジャー計画
    • 図3. ボイジャー1号の土星付近での軌道. 左図は外側の衛星, 右図は内側の衛星に対する軌道を示す ( Stone and Miner 1981 ).
    • 図4. ボイジャー2号の土星付近での軌道. 左図は外側の衛星, 右図は内側の衛星に対する軌道を示す ( Stone and Miner 1982 ).
  • 探査機一覧
  • 参考文献
• 土星に関する用語
  • 土星に関する用語
  • 土星の地図
    • 図1. 土星の地図 ( Moore and Hunt 1983 )
  • 土星の輪
    • 図2. 土星の輪 ( Moore and Hunt 1983 )
  • 参考文献
• 土星大気の鉛直構造
  • 土星大気の鉛直温度分布
    • 図1. 模式的な木星(左図)と土星(右図)の温度の鉛直分布. 雲層の存在が予想される高さを記してある( Hunt 1983 ).
    • 図2. ボイジャーの観測による緯度別の土星の温度鉛直分布. (Prinn et al. 1988).
    • 図3. ボイジャーの観測による緯度別の土星の温度鉛直分布. (Hanel et al. 1981, 1982).
    • 図4. 土星上層大気(1bar以下)の温度および組成鉛直分布. ( Festou and Atreya 1982 ).
  • 上層の温度鉛直分布と組成の鉛直分布
  • 参考文献
• 土星大気の水平構造
  • 水平温度構造
    • 図1 ボイジャー2号の赤外放射観測による x[/cm]〜400 [/cm] を平均して得られた土星の温度水平分布. 高度約 150 mb の温度を表していると考えられる. 空間解像度は約8°である. 補間した経度帯は点線で示してある. ( Hanel et al. 1982 )
    • 図2 ボイジャーの赤外放射観測から得られた帯状平均温度分布. ほぼスケールハイトの1.5倍の高さの平均値を示してある. 150mbの北半球温度分布を 赤道で折り返したものを点線で示してある. ( Conrath et al. 1983 ).
  • 風速分布
    • 図3 ボイジャー画像の雲の動きから得られた 平均帯状流の緯度分布. 一つの点が一つの雲のデータに対応する. ( Smith et al. 1981 )
    • 図4 (左図) ボイジャー画像の雲の動きから得られた 土星赤道付近の平均帯状流分布と可視画像. (右図) 木星の平均帯状流分布と可視画像 ( Smith et al. 1981 )
    • 図5 ボイジャー画像の雲の動きから得られた 土星北半球の平均帯状流分布と可視画像 ( Smith et al. 1982 )
    • 図6 木星と土星の平均帯状流分布. 各点が土星の雲の動きから得られた風速である. 実線はボイジャーの観測から得られた木星の風速分布である. 38°Nあたりの太い実線で記された放物線は 絶対渦度の緯度傾度 β-(d^2U)/dy^2) が0となる分布である. この曲線より曲率が大きければ β-(d^2U)/dy^2) がこのあたりで負の値をとる. このとき絶対渦度傾度が符号を変えるので, 流れが順圧不安定である可能性がある(Rayleigh-Kuoの定理). [意味不明. Rayleigh-Fjörttoftの定理からいえるか?]
  • 参考文献
• 土星大気の子午面構造
  • 子午面温度構造
    • 図2 ボイジャー1号の赤外放射観測から得られた 土星北半球の平均子午面温度構造 (Pirraglia et al. 1981).
    • 図3 温度風バランスによる風速の見積り (Conrath et al. 1983).
    • 図4 地衡風バランスによる等圧面高度差の見積り. 高さはスケールハイト CpT/g, T=200K で規格化してある (Smith et al. 1982).
  • 参考文献
• 土星大気の放射エネルギー収支
  • 全球放射収支
    • 図1 土星の太陽放射, 赤外放射. 200〜950/cm での曲線は8枚の写真から得られた 土星からの赤外放射である. 200/cm 以下の部分はモデル計算の結果による. 3000/cm 以上の波長帯の上側の曲線は土星への 入射太陽放射である. 下側の曲線は反射太陽放射であり, アルベドの値0.34で規格化されている. 反射太陽放射の詳細な構造は地球からの地上観測による (Hanel et al. 1983).
    • 表1 土星大気の放射エネルギー収支に関する基本的な数字 (Hanel et al. 1983).
    • 表2 木星と土星の放射エネルギー収支の比較 (Hanel et al. 1983).
  • 放射フラックスの緯度分布
  • 参考文献
• 土星の内部構造
  • 土星の内部構造の推定法
    • 表1 内部構造推定に用いる制約条件
  • モデルの計算結果〜密度と圧力の関係
    • 図1 土星内部の圧力-密度分布(太実線). 内側の領域(log ρ > 0.20) では ヘリウム-水素質量比Y=0.4, 外側の領域(log ρ < -1.0) では Y=0.06 の断熱線に従う. 2本の細い実線は J_4 を誤差の値だけ増減させたときの 結果である. 破線はヘリウム-水素質量比Y=0.06(上側), Y=0.27(中側), Y=0.50(下側) での断熱線である. 点線はそのレベルの下側にある質量である. 対数の底は以下全て10である. 大きい三角形は純粋なH_2の室温における実験結果, 小さい三角形は純粋なH_2Oの 室温における実験結果を表す. (Hubbard and Marley, 1989).
  • モデルの計算結果〜密度分布
    • 図2 土星の内部の密度分布. 横軸βは中心からの相対的な距離を表す. J,S,U はそれぞれ木星, 土星, 天王星の内部密度分布である. (Hubbard and Marley, 1989).
  • 参考 : 水素の相転移曲線
    • 図3 水素の相転移曲線. J,S,U はそれぞれ木星, 土星, 天王星内部での断熱線である. 点線ははっきりしない相境界線を表す. 金属-分子水素間の相境界は2通り示してある. (Hubbard and Marley, 1989).
  • 参考文献
• 土星の雲〜How to make `Moku-Moku'?
  • Weidenschilling and Lewis (1973) の雲モデル
  • Atreya and Romani (1985) の計算結果
    • 表1 木星と土星の雲構造 (Atreya and Romani 1985).
    • 図1 計算された木星の雲構造. 高度は温度 T=425K, 圧力 P=200bar からの高さを表す. Cloud Density は底が 10 の対数スケールであり, g = 2325 cm/sec^2 である. 平均的な温度減率は 1.9 K/km である. (Atreya and Romani 1985).
    • 図2 計算された土星の雲構造. 高度は温度 T=400, 圧力 P=330bar からの高さを表す. Cloud Density は底が 10 の対数スケールであり, g = 1000 cm/sec^2 である. 平均的な温度減率は 0.81 K/km である. (Atreya and Romani 1985).
  • 参考文献
  
  

        履歴    96/07/22        豊田英司