Sasaki Takanori Online

個人的なメモです

「海洋の存在条件の検討」

＊イントロ＊

地球以外に生命体は存在するのか？
ハビタブル・プラネットは存在するのか？
　→水の存在

地球以外に海を持つ惑星は存在するのか？
＃エンセラダスは地下に海？

観測：
　250個程度の系外惑星
　地球型惑星（？）や水蒸気大気を持つ惑星の発見
　＃水蒸気大気はホットジュビターかな？
　＃　→Tinetti et al, Nature 448, 169, 2007

理論：
　従来より還元的な原始大気を持つ可能性 [Tian et al., 2005, Hashimoto et al., 2007]
　　→生命の起源物質の合成が容易

＊海洋の存在条件＊

水の取り込み
　形成論の問題

惑星サイズ
　月サイズ以上で大気・海洋を重力的に長期間保持

温度圧力条件
　水の臨界点
　水分圧＞飽和水蒸気圧
　気候システムが環境に大きく影響　←ここをやる

その他
　固有磁場・プレートテクトニクス

惑星の気候システム
　日射量
　大気組成
　軌道要素
　熱輸送・気候フィードバック
　　→非常に複雑な問題なので、単純化して解く必要がある

　→鉛直一次元モデルで考える
　　＃他の研究と比べて何がオリジナルか？GCMと比べての利点は？

[Abe, 1993] いつもの図
　海洋形成に必要な水の量と地表面温度
　　→暴走温室状態に注目して考える

[Nakajima et al., 1992]
　１次元放射対流平衡モデルのまとめ
　灰色大気・非散乱・地表は常に飽和（水が無限にある）

＊水が有限量の場合＊

地表温度が大きくなると地表面に水がなくなり、Komabayashi-Ingersol limit を超える射出が可能になる

T>340K 付近で地表面から水がなくなる
その後は温度上昇に従い、以下の３つの大気構造を持つ
　下層で乾燥断熱～中層で湿潤断熱～高層で放射平衡
　下層で乾燥断熱～中下層で放射平衡～中層で湿潤断熱～高層で放射平衡
　下層で乾燥断熱～高層で放射平衡（← K-I limit を超えているとき）

問題点：
　問題１：平衡解の安定性、多重平衡解、ヒステリシスの議論ができない
　　→時間発展を解けばよい
　問題２：吸収係数を一定にしているので人工解の可能性がある
　　→非灰色で解けばよい

＊本研究の目的＊

どのような条件で海洋ができるのかを再検討し「海の形成マップ」を作成
　90年代以降まともな放射対流平衡計算はやられていない
　還元的な大気組成での計算もやられていない
　時間発展モデルに変更する

＃問題点と研究方針のつながりがよくわからないが？

＊現状＊

現在時間発展モデルを作っているところ
　灰色近似
　相対湿度は100%（これはまじめにやると難しい）

　→結果：Nakajima et al. の拡張（水有限量）と一致してくれない

今後：
　時間発展モデルからニュートン法に変更（問題１はひとまずあきらめる）
　非灰色大気を計算（問題２に特化して研究）

＃Nakajima et al. では灰色大気の特性を利用してアルゴリズムを組んでいる
＃→灰色大気を解く場合にはそもそも Nakajima et al. の解（安定or不安定）が存在するかどうかがまず重要

＃Nakajima et al. がトリッキーなことをしているので不安定解を拾っている可能性は高い？のかな？

＃阿部さんやKastingの非灰色計算でも中程度の温度あたりの解が得られていない
＃これは大変だね・・・