[P-CG24] [EJ] 惑星大気圏･電磁圏

[PCG24-P05] 火星上部熱圏・外圏を伝搬し散逸する内部重力波のDSMCシミュレーション

寺田 香織¹、*寺田 直樹¹、Medvedev Alexander²、Yigit Erdal³、中川 広務¹、関 華奈子⁴、黒田 剛史^1,5、品川 裕之⁶、藤原 均⁷、笠羽 康正¹ (1.東北大学大学院理学研究科、2.Max Planck Institute for Solar System Research、3.Department of Physics and Astronomy, George Mason University、4.東京大学大学院理学系研究科、5.情報通信研究機構　統合ビッグデータ研究センター　ビッグデータ利活用研究室、6.国立研究開発法人情報通信研究機構、7.成蹊大学理工学部)

キーワード：Gravity waves、Upper thermosphere、Mars

多成分火星上部熱圏・外圏 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) モデル [Terada et al., 2016] を用いて外圏にまで到達する内部重力波の数値シミュレーションを行い、内部重力波が上部熱圏・外圏の密度・流速・温度構造に及ぼす影響を研究した。Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) の観測期間と同等のコンディションの下、複数のモードの重力波の昼側上部熱圏・外圏における鉛直伝播のローカルシミュレーションを行った。その結果、MAVEN に搭載されているNeutral Gas Ion Mass Spectrometer (NGIMS) が観測したような、外圏底における大きな振幅の密度擾乱 [e.g. Yigit et al., 2015; Terada et al., 2017] を、下層・中層大気から伝播してきた重力波によって生じさせるには、200 km 以上の鉛直波長が必要であることが分かった。また鉛直波長 200 km の重力波は、高度 150 km より高高度の上部熱圏から外圏を強く加速・加熱し、CO₂ の混合比を増加させることが分かった。その加速は水平方向に約 1200 m/s/sol、加熱は約 100 K/sol に達する。イオノポーズ近傍の CO₂ の混合比の増加は約 80 %/sol であり、外圏にまで達する内部重力波は CO₂⁺/O⁺ と O₂⁺/O⁺ の流出フラックス比を増加させると推測される。

References
Terada et al. (2016), JGR, doi:10.1002/2015JE004961.
Terada et al. (2017), JGR, doi:10.1002/2016JA023476.
Yigit et al. (2015), GRL, doi:10.1002/2015GL065307.