共同研究・競争的資金等の研究課題

• 基盤研究(C), 2022年04月 - 2025年03月, 22K03701, 研究代表者, 導出手法を改良した新しい電波掩蔽データによる火星大気の主成分凝結に関する研究, 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 4290000, 3300000, 990000, kaken

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• 基盤研究(B), 2020年04月 - 2024年03月, 20H01958, 研究分担者, 超高鉛直分解能電波観測がひらく惑星大気科学, 今村 剛; 安藤 紘基; 野口 克行; 神山 徹; 小郷原 一智; 杉山 耕一朗, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 東京大学, 17550000, 13500000, 4050000, kaken

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• 基盤研究(B), 2019年04月 - 2023年03月, 19H01971, 研究分担者, 階層的数値モデルによる金星大気重力波の励起、伝播、散逸過程の解明, 杉本 憲彦; 高木 征弘; 安藤 紘基; 野口 克行; 黒田 剛史; 宮本 佳明, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 慶應義塾大学, 17160000, 13200000, 3960000, 大気重力波は、運動量やエネルギーを輸送、再分配し、惑星大気において重要な働きを担う。本課題では、階層的な数値モデルを用いて、金星大気の重力波の諸過程を包括的に解明することが目標である。2020年度は、金星探査機「あかつき」および「Venus Express」の電波掩蔽観測で明らかにされた雲層下部の温度構造が、金星大気大循環モデルで整合的に再現されていたため、この成因の解析を中心に行った。また、雲層下部には惑星規模の大気重力波である赤道ケルビン波の存在が観測的に示唆されていて、それと関連した雲量変動も観測されている。そこで、金星大気大循環モデルに簡易版の雲物理過程を導入して、赤道ケルビン波と雲量の変動を調べられる枠組みの構築を目指した。さらに熱潮汐波と細かいスケールの大気重力波の相互作用を調べるために、T639L260(1920×960×260格子点)の超高解像度数値実験への拡張を行い、スピンアップ計算を繰り返した。
  赤道ケルビン波は雲層上端にもその存在が示唆されており、スーパーローテーションの風速変動に関わると考えられている。一方で、我々の金星大気大循環モデルでは、この波をこれまで再現できていない。そこで、データ同化技術を用いて、赤道ケルビン波の観測が衛星観測等で得られた際に、これを同化によって金星大気大循環モデル内に再現可能かどうかについて、観測システムシミュレーション実験を行った。その結果、高度70km付近の風速観測が6時間毎にあれば, 赤道ケルビン波が再現可能であることがわかった。本成果は、未だあかつき観測によって赤道ケルビン波が明瞭に観測された時期はないものの、仮に紫外線カメラでこれを観測することができれば、雲追跡で導出できる風速の同化によって、金星大気大循環モデル内に赤道ケルビン波を十分に再現可能であることを示唆している。, kaken

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• 基盤研究(C), 2019年04月 - 2022年03月, 19K03951, 研究代表者, 火星気象を特徴付ける大気主成分凝結と大気波動の相互作用の解明, 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 4420000, 3400000, 1020000, 今年度は、主に数値モデルによるデータ解析を実施した。研究協力者から提供された火星大気大循環モデル (MGCM)による計算結果を用いて、大気重力波によると思われる小規模な空間スケールを持つ気温擾乱に着目した。この数値モデルは、比較的波長の長い大気重力波を直接再現することが可能なほどの高い空間分解能を持つ。数値モデルで計算された気温の高度分布に対して鉛直波長4km以下のハイパスフィルタを掛けることで、気温擾乱を抽出した。この気温擾乱を大気重力波によるものとみなして、波の活動度（ポテンシャルエネルギー）を計算した。解析対象とした季節は、北半球の冬から春に相当する時期（Ls=270-300度）である。
  その結果、観測データ（米国の火星探査機マーズグローバルサーベイヤーで実施された電波掩蔽観測によるデータ）で見つかっていた高度10-20kmにおけるポテンシャルエネルギーの東西波数2の構造が、この数値モデルでも再現されていることが明らかになった。
  また、電波掩蔽観測では観測原理上、高度40km付近までしかデータが得られていないが、この数値モデルでは仕様上高度90kmまでの計算が可能である。観測データでは得られていないより高い高度領域においてもポテンシャルエネルギーの解析を行ったところ、東西波数2の構造は高度10-20kmの領域だけではなく、他の高度領域にも存在していることが示唆された。また、その高度は特徴的な緯度依存性を持っていることも示唆された。, kaken

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• 基盤研究(B), 2016年04月 - 2019年03月, 16H04060, 電波掩蔽観測と数値実験による惑星大気重力波の研究, 今村 剛; 安藤 紘基; 中島 健介; 林 祥介; 野口 克行; 杉山 耕一朗; 小高 正嗣, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 東京大学, 14560000, 11200000, 3360000, 高度分解能を1桁向上する電波ホログラフィ法により金星の電波掩蔽観測データを解析し、鉛直スケール数百mの波動や弱安定層が普遍的に存在すること、高緯度の対流層上端にしばしば急峻な逆転層が見られることなどを見出した。また高い鉛直解像度と鉛直方向に広い計算領域を兼ね備えた金星中層大気の数値シミュレーションを実施し、対流運動とそれが励起する重力波の伝播を再現した。重力波の砕波はシアー不安定と対流不安定によって生じることが示唆され, さらに重力波の砕波の起こる高度と重力波の振幅を電波掩蔽観測の観測結果と比較して理解することができた。, kaken

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• 基盤研究(C), 2015年04月 - 2018年03月, 15K05289, 新たな電波掩蔽データ解析手法による火星大気の主成分混合比変動の解明, 野口 克行; 黒田 剛史; 今村 剛, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 4810000, 3700000, 1110000, 惑星探査機による従来の電波掩蔽観測では、対象惑星の大気組成比を仮定して屈折率から数密度を求め、更に静水圧平衡を用いて気温を得る。本研究では逆に、火星大気主成分の二酸化炭素（ＣＯ２）が極夜で凝結することを利用して、気温の解がＣＯ２凝結温度になるように火星大気組成比を求める手法を提案し、極夜域でのＣＯ２混合比の鉛直分布を得た。また、極夜域でのＣＯ２過飽和の成因についても詳細な解析を行い、大気波動（定常波及び非定常波）が重要な役割を果たしていることを明らかにした。, kaken

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• 若手研究(B), 2012年04月 - 2014年03月, 24710008, 次世代衛星による大気汚染観測に向けた新アルゴリズム開発, 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 2340000, 1800000, 540000, 次世代の大気汚染観測として、静止軌道衛星や国際宇宙ステーションの利用が想定されている。これらを用いた大気汚染観測では、地表面反射率の入出射方向依存性(BRDF)が大きく影響する可能性がある。本研究では、陸域観測衛星データを用いて土地被覆タイプ毎のBRDFの特性を明らかにし、対流圏二酸化窒素の観測を想定したシミュレーションを実施してBRDFを考慮しない場合の問題点を明らかにした。土地被覆タイプを考慮したBRDFを実装するアルゴリズムを採用することにより、上記で述べられた問題点が解決されることが示された。成果は、国内・国際学会発表ならびに欧州の専門誌であるAMTD誌において論文として掲載された。, kaken

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• 基盤研究(C), 2010年 - 2012年, 22540457, スペクトル取得型オゾンゾンデによるオゾン、二酸化窒素、二酸化塩素、一酸化臭素観測, 村田 功; 笠羽 康正; 中川 広務; 藤原 均; 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 東北大学, 4160000, 3200000, 960000, 新たに開発した、二酸化窒素、OClO,BrOも測定可能な観測器を用いてオゾンと二酸化窒素の実証観測を行うことを目的としたが、2010年度の観測直前に新型観測器のデータ書き出しが停止する問題が発生し、2011年度には原因をほぼ解明し、回路等の改修を行った。2012年度に再度観測準備を進めたが気象条件により観測を断念した。研究期間内に気球観測は行えなかったため、二酸化窒素については地上で日出時と南中時に測定したデータを用いて模擬的に解析を行い、成層圏コラム量は導出出来そうであることを確認した。, kaken

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• 基盤研究(B), 2010年 - 2012年, 22310004, 可視紫外同時分光観測による地表境界層オゾンのリモートセンシング手法の開発, 北 和之; 入江 仁士; 野口 克行; 林田 佐智子, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 茨城大学, 18720000, 14400000, 4320000, 広域的地表オゾン増大の実態解明等のための下部対流圏オゾンのリモートセンシングを実現するため、可視紫外同時分光観測による手法を開発し、その精度検討と実証観測を行った。地上観測により、可視域でも実用的な精度でオゾンカラム量が推定できるめどが立った。地表反射スペクトルの干渉やエアロゾルの影響について、観測および放射伝達計算により推定する手法を開発した。検証のため航空機観測を実施し、現在解析を進めている。, kaken

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• 基盤研究(C), 2007年 - 2008年, 19540462, 衛星観測による対流圏オゾンの研究-前駆物質の影響と成層圏からの流入量の解析-, 林田 佐智子; 久慈 誠; 野口 克行; 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 4550000, 3500000, 1050000, 本研究課題では、東アジアを中心に集中的に大気微量成分の衛星データ解析を行い、オゾンとその前駆物質を高度別に調べ、アジア大陸から流出する汚染空気塊の影響を調べた。オゾンについては、オゾンゾンデのデータを衛星データと平行して解析した。また、赤外観測データを駆使することで、上部対流圏・対流圏界面付近におけるオゾン高度分布を解析し、成層圏オゾンの流入と人為起源のオゾンとの切り分けを行なうことを試みた。重要なオゾン前駆物質の一つであるNO_2の影響について詳細に解析し、北京や上海といった大都市では年々の増加傾向が停止しているのに対し、郊外の新興都市で増加傾向であることを明らかにした。, kaken

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• 若手研究(B), 2005年 - 2006年, 17740312, 人工衛星による分光スペクトル観測を用いた大気成分導出アルゴリズムの開発, 野口 克行, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奈良女子大学, 2400000, 2400000, 本年度は、大気汚染物質の濃度データ解析と、その結果を受けたりトリーバルアルゴリズムの改良・開発を行った。大気汚染物質の濃度データ解析については、GOMEセンサによるオゾン、二酸化窒素データを解析した。昨年度に入手したGOMEオゾンデータの検証を、気象庁のオゾンゾンデ観測データによって行った。得られた結果は日本気象学会SOLA誌に投稿し、受理された。また、二酸化窒素データは国内の大気汚染監視局の地表観測データ及び数値モデル計算結果との比較を行った結果、定性的には季節変化が一致するなどよい結果が得られたものの、定量的には違いが見られた。また、太平洋上に二酸化窒素の濃度増大が見られる事例について、数値計算結果と比較するなどの解析を行った。
  このような濃度データ解析と平行して、特に二酸化窒素のリトリーバルアルゴリズムの改良開発に取り組んだ。地表データ・数値計算結果とGOME観測データが定量的に異なる問題については、リトリーバルの中で用いられているエアマスファクターを変更し精度の高いものに改め、実装することを目指した。データフォーマットを一致させるなどの技術的な課題をほぼクリアし、試験的に新しいアルゴリズムを用いてリトリーバルを行うことに成功した。また、海洋上のリトリーバルについては、パラメータ設定の不良など人為的な要因がないかをチェックした。その結果、観測原理的に解決が難しい対流圏量と成層圏量の分離において、当初想定していたよりも大きな不確定性が生じている可能性が明らかになった。, kaken

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• 基盤研究(C), 2022年04月 - 2025年03月, 22K03701, 研究代表者, 導出手法を改良した新しい電波掩蔽データによる火星大気の主成分凝結に関する研究, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
• 基盤研究(C), 2022年04月 - 2025年03月, 22K03701, 研究代表者, 導出手法を改良した新しい電波掩蔽データによる火星大気の主成分凝結に関する研究, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
• 2024年04月01日 - 2025年03月31日, CJ24-22, 研究代表者, 地球惑星大気環境を観測するための衛星リモートセンシングに関する研究, 千葉大学, 千葉大学環境リモートセンシング研究センター共同利用研究
• 2021年04月01日 - 2022年03月31日, 研究代表者, 宇宙からのリモートセンシングによる地球惑星大気環境の研究, 千葉大学, 千葉大学環境リモートセンシング研究センター共同利用研究
• 2022年04月01日 - 2023年03月31日, 研究代表者, 宇宙からのリモートセンシングによる地球惑星大気環境の研究, 千葉大学, 千葉大学環境リモートセンシング研究センター共同利用研究