\underline{火星現象論: 火星大気の圧力場目次 1}

火星現象論: 火星大気の圧力場

地球流体電脳倶楽部

1996 年 5 月 24 日

目次

1 火星大気の圧力の観測方法 2 2 圧力の日変化 2 3 圧力の年変化 3 4 参考文献 5

Abstract

火星大気の圧力場を概観する.

\underline{2  火星現象論: 火星大気の圧力場  2 圧力の日変化}

1 火星大気の圧力の観測方法

火星大気の表面気圧はバイキング着陸船の圧力計により観測された。火星大気の表面気圧は着陸船に搭載された圧力計によって観測する。これまで圧力を観測したのはバイキングの着陸船だけである。よって , 圧力が測られたのは , バイキングが着陸した 2 地点（1 号が着陸した ( 22.4^{∘}N, 48.0^{∘}W ) と 2 号が着陸した ( 47.9^{∘}N , 225.8^{∘}W )）だけであり , 全球的な観測はまだ無い。

2 圧力の日変化

図 1 は圧力の日変化を示したものである。この図に見られる気圧変動は 1 日周期と半日周期が卓越しており, その振幅は 0.2mb ∼ 0.6mb である。この変動は熱潮汐波であると考えられている。というのは, この変動の周期と振幅が潮汐波の理論で説明することができるからである。図の中に計算からもともられた潮汐波の１日周期成分 ( • ) と半日周期成分 ( ∘ ) が描かれている。この２つの成分で気圧の日変動がうまく説明できると考えられている。 (森山,1981)

\underline{火星現象論: 火星大気の圧力場  3 圧力の年変化  3}

図 1 地表面気圧の日変化 (森山 (1981) , fig 5.17: この図の original paper が見つかってない)

3 圧力の年変化

図 2 はバイキングによる気圧の年変化の観測結果である。この図の横軸はバイキング 1 号が火星に着陸してからの時間を火星日であらわしている。図の上端には対応する Ls （火星中心黄経）の値も示されている。 L_{s} というのは火星の軌道上の位置をあらわす 1 つの座標である。 L_{s} = 0^{∘} が北半球の春分に , L_{s} = 360^{∘} が北半球の秋分になるようにとる。縦軸は日平均圧力を mb であらわしている。バイキング 1 号の観測値よりもバイキング 2 号の観測値の方が常に 5mb ∼ 6mb 高いのは , 2 つの地点で高低差があるからである。 (1 号の着陸地点の方が 2 号の着陸地点よりも高い。 ) 図 2 の特徴をまとめると , 以下のようになる。 (Leovy,1979)

• 表面気圧は L_{S} ∼ 150^{∘} と L_{S} ∼ 360^{∘} に極小となる。 L_{S} ∼ 90^{∘} は南半球の冬至にあたる。従って , 圧力の最小値が L_{S} ∼ 150^{∘} に存在するのは南の極冠に大気中の CO_{2} が condense し , 大気量が減少することに対応する。同様に , L_{S} ∼ 270^{∘} は北半球の冬至にあたる。よって , 圧力の最小値が L_{S} ∼ 360^{∘} に存在するのは北の極冠に大気中の CO_{2} が condense し , 大気量が減少することに対応する。南半球の冬の方が北半球の冬よりも大気量は少なくなっている。これは南半球の極冠には北半球の極冠よりも多くの CO_{2} が condense するためであると考えられている。また , 圧力が最小の時（ L_{S} ∼ 150^{∘} ）と最大の時（ L_{S} ∼ 260^{∘} ）とでは , 約 2.5mb （極大時の 25 ％）の差がある。

• L_{S} ∼ 280^{∘} で , バイキング２号の測定値に不連続がある。

\underline{4  火星現象論: 火星大気の圧力場  3 圧力の年変化}

これはダストストームによる効果と考えられている。 • L_{S} = 330^{∘} ∼ 10^{∘} で , high frequency の変動がある。

これもダストストームによる効果と考えられている。

図 2 地表面気圧の年変化 (Leovy(1979) , fig 1)

\underline{火星現象論: 火星大気の圧力場  4 参考文献  5}

4 参考文献

森山茂, 1981 : 気象学のプロムナード 1, 大気の歴史, 東京堂出版

Leovy,C.B., 1979 : Martian Meteorology, Ann.Rev.Astron.Astrophys., 17, 387-413

謝辞

本稿は 1989 年から 1993 年に東京大学地球惑星物理学科で行われていた, 流体理論セミナーでのセミナーノートがもとになっている. 原作版は石渡正樹による「火星現象論」 (89/05/19) であり, 林祥介によって地球流体電脳倶楽部版「火星現象論」として書き直された (96/06/23). 構成とデバッグに協力してくれたセミナー参加者のすべてにも感謝しなければならない.