サブ課題D「太陽活動と惑星環境変動の解明」

サブ課題D「太陽活動と惑星環境変動の解明」

 

概要

太陽の磁気活動から惑星環境変動を包括的に理解し、太陽内部活動と惑星間空間ダイナミクスのつながりを明らかにします。さらに太陽磁気活動影響の解明と予測を目指します。太陽系探査の拡大、惑星形成論の進展、物質科学・地質学的研究により明らかとなってきた地球・月・惑星の多様な姿について、惑星内部・表層大気に対する高解像度連続体力学数値シミュレーションを実現させ、これらの形成進化の統一的な理解を目指します。

 

本課題における目標・手法

太陽周期活動の第一原理シミュレーションを世界で初めて実現し、太陽物理学と地球電磁気学の連携により太陽内部と惑星間空間を結合した太陽・太陽圏包括モデルを構築します。

火成活動とプレート・テクトニクスを伴う3次元球殻マントル対流シミュレーションによって月と地球のマントル進化をどのように支配するかを解明します。火星大気の鉛直熱対流を解像した全球シミュレーションによって火星気象における鉛直対流の役割を解明し、さらに金星大気の高解像度計算も実行します。非弾性回転球殻対流モデルを用いた高解像度長時間計算によってガス惑星大気に特徴的な縞状構造と帯状ジェット流の生成維持機構を明らかにします。

 

実施体制

名古屋大学、千葉大学、東京大学、神戸大学、京都大学および国内14連携機関

研究総括:草野 完也 (名古屋大学宇宙地球環境研究所 所長・教授)

 

本課題協力者の成果より (萌芽的課題3)

 

プレートテクトニクスの3次元モデル (Ogawa et al.)

上面が地表面で、この面における粘性率の分布とプレートの速度分布(矢印)を示す。手前の鉛直  断面に、この面内の温度分布を示す。計算領域のサイズは東西・南北に12000 km、深さは3000 km。

 

太陽ダイナモと太陽対流層の世界最高精度シミュレーション(Hotta et al. 2016, 2019)

(左) 太陽全球ダイナモシミュレーション
(右)太陽対流層の底から太陽表面までを全て含んだ世界で初めてのシミュレーション

「富岳」成果創出加速プログラム

領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
量子物質の創発と機能のための基礎科学 ―「富岳」と最先端実験の密連携による革新的強相関電子科学
領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
全原子・粗視化分子動力学による細胞内分子動態の解明
領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
シミュレーションで探る基礎科学:素粒子の基本法則から元素の生成まで
領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
大規模データ解析と人工知能技術によるがんの起源と多様性の解明
領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
脳結合データ解析と機能構造推定に基づくヒトスケール全脳シミュレーション
領域①人類の普遍的課題への挑戦と未来開拓
核燃焼プラズマ閉じ込め物理の開拓
領域②国民の生命・財産を守る取組の強化
プレシジョンメディスンを加速する創薬ビッグデータ統合システムの推進
領域②国民の生命・財産を守る取組の強化
防災・減災に資する新時代の大アンサンブル気象・大気環境予測
領域②国民の生命・財産を守る取組の強化
マルチスケール心臓シミュレータと大規模臨床データの革新的統合による心不全パンデミックの克服
領域②国民の生命・財産を守る取組の強化
大規模数値シミュレーションによる地震発生から地震動・地盤増幅評価までの統合的予測システムの構築とその社会実装
領域③産業競争力の強化
省エネルギー次世代半導体デバイス開発のための量子論マルチシミュレーション
領域③産業競争力の強化
「富岳」を利用した革新的流体性能予測技術の研究開発
領域③産業競争力の強化
航空機フライト試験を代替する近未来型設計技術の先導的実証研究
域③産業競争力の強化
次世代二次電池・燃料電池開発によるET革命に向けた計算・データ材料科学研究
領域③産業競争力の強化
環境適合型機能性化学品
領域③産業競争力の強化
大規模計算とデータ駆動手法による高性能永久磁石の開発
領域③産業競争力の強化
スーパーシミュレーションとAI を連携活用した実機クリーンエネルギーシステムのデジタルツインの構築と活用
領域④研究基盤
全脳血液循環シミュレーションデータ 科学に基づく個別化医療支援技術の開発