竹広真一 数理解析研究所准教授 西澤誠也 理化学研究所研究員、富田浩文 同チームリーダー、小高正嗣 北海道大学助教、石渡正樹 同准教授、高橋芳幸 神戸大学准教授、林祥介 同教授、杉山耕一朗 松江工業高等専門学校准教授、中島健介 九州大学助教らの共同研究グループは、スーパーコンピュータ「京」を用いた超高解像度シミュレーションにより、火星大気中の「塵旋風（いわゆる、つむじ風）」を大量に再現し、その大きさや強さの統計的性質を明らかにしました。
本研究成果は、米国の科学雑誌「Geophysical Research Letters」（2016年5月16日号）に掲載され、同誌ウェブサイトにも掲載されました。また、2016年6月23日米国の科学雑誌「Eos Earth & Space Science News」でも取り上げられました。
研究者からのコメント
本研究成果は惑星规模の大気现象をシミュレーションすることが必要な火星天気予报に向けた大きな一歩です。近年、火星有人探査计画が现実味を帯びてきていますが、そのためには季节変化や地理的な分布を含めたダストデビルの统计的性质をより详细に把握し、火星天気予报技术を确立することが必要だと考えられます。本研究を皮切りに火星ダストデビルや火星気象予测の研究が进み、新たな火星探査への道が切り开かれると期待できます。
概要
晴天時の日中、地球の砂漠などの乾燥地では渦巻き状に立ち上がる突風が生じることがあります。この突風は地表付近の塵を大気中に巻き上げることから塵旋風と呼ばれ、英語では塵の悪魔、「Dust Devil（ダストデビル）」と呼ばれます。火星ではダストデビルが頻発し、それが大きな砂嵐へつながることもあり、時には火星全体を覆うほどの巨大な砂嵐として観測されます。
火星大気中の尘は気象と気候、およびその変动に大きな影响を与えることが知られており、ダストデビルにより尘が地表から大気中へ巻き上がることがその要因の一つとして考えられていますが、尘の量や分布がどのように决まるのかは分かっていません。これまでの火星の観测によってダストデビルの频度や大きさはある程度分かってきましたが、観测だけではダストデビルの数が少ないため、多くの情报を得ることは困难でした。
そこで计算机による火星大気のシミュレーションが试みられました。しかし、ダストデビルの涡とそれを生み出す大気运动の规模には大きな隔たりがあるため、両者を同时计算するためには莫大な计算能力が必要であり、従来のコンピュータでは性能が不足していました。
本研究グループは、理化学研究所が开発した大気ラージエディシミュレーション（尝贰厂）の数値モデル「厂颁础尝贰-尝贰厂」に火星大気の设定を组み込み、スーパーコンピュータ「京」でシミュレーションを行いました。
その结果、水平?铅直方向ともに约20キロメートルの広い领域を约500亿个に上る立方体の格子に分割し、约200时间をかけてシミュレーションした结果、3,000个を超えるダストデビルを発生させることに成功しました。また、ダストデビルの大きさや强さの统计的性质を解析することで、どのくらいの规模のダストデビルがどのくらいの频度で存在するかが分かるようになりました。
今后、さらにシミュレーションを重ねて、ダストデビルが発生する季节や场所による违いを明らかにすることにより、火星天気予报の実现や、无人探査机のみならず有人探査机における火星への着陆?地上活动に贡献すると期待できます。
左から地球のダストデビル、地球の竜巻、火星のダストデビル、地球のヒマラヤ山脈（標高8，000 m 級）を示している。奥に見えるのは、火星のオリンポス山（火山）で標高約21，900 m 、太陽系で最も高い山として知られる。(NASA／JPL)
详しい研究内容について
Dust Devil on Mars
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Seiya Nishizawa, Masatsugu Odaka, Yoshiyuki O. Takahashi, Ko-ichiro Sugiyama, Kensuke Nakajima, Masaki Ishiwatari, Shin-ichi Takehiro, Hisashi Yashiro, Yousuke Sato, Hirofumi Tomita, and Yoshi-Yuki Hayashi. (2016). Martian dust devil statistics from high-resolution large-eddy simulations. Geophysical Research Letters, 43(9) pp. 4180-4188.
