惑星探査

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|> ∇現在、惑星探査などによりわかっている金星 |> の大気の状況を説明した書籍がありましたので、 |> 一部を紹介します。 |> この中には、「金星大気にはかつて大量のH2O |> （水分）があり、・・・」といった説明もあり、 |> 過去の状況が気になるところです。 |> 「岩波講座；地球惑星科学−１２比較惑星学， |> 松井孝典他，1997年」より |> ４　惑星大気・惑星磁気圏 |> ４．２　惑星大気の概観 |> （ａ）金星 |> ・金星大気は高温高圧の二酸化炭素大気で特徴づけ |> られている。 |> 大気はほとんどすべて二酸化炭素であって，３％の |> 窒素を含む。 |> 地表気圧は9.2MPa，地表温度は735Kと推定される。 |> 金星大気の鉛直構造は図4.9に，大気組成は表4.5に |> 示されている。 |> ・金星は１０個以上の探査機（米国と旧ソ連）が直接 |> 大気内に入ってその場観測行っているため，地球に次 |> いで最もその場観測データが多い惑星である。 |> しかし，高温のためにプローブの寿命が短く，下層 |> 大気の継続的なその場観測はない。 |> 金星大気は全面的に雲に覆われているために大気外 |> から可視光で地表を見ることはできないが，直接的 |> な観測がない60年代にすでにマイクロ波の観測から |> 高温高圧の地表は推定されていた。 |> ・図4.9は探査機のデータにもとづいて推定された |> 金星標準大気の構造を示している。 |> 高度50−65kmに全球をほぼ一様に覆う雲の層があり， |> さらにその上80−90km高度までもやの層が存在して |> いると考えられている。 |> 雲の下の温度勾配はほぼ断熱温度勾配に従うが，断熱 |> 温度勾配よりは有意に（1K／km 程度）安定である。 |> 地球の場合と異なって地表温度は緯度方向にほとんど |> 変化せず，南北の温度差は5K 程度しかない。 |> 金星の１太陽日は116.7日（公転周期は224.7日，自転 |> 周期は243日で公転と逆向き）と長いにも関わらず， |> 気温の日変化はほとんどない。 |> これは大気が放射冷却の時定数が大きい（表4.1参照） |> ためである。 |> さらに，自転軸がほとんど直立しているために季節 |> 変化もない。 |> ・金星を覆う雲のアルベド効果と厚い大気のために |> 地表にはわずかしか太陽放射が届いていない。 |> 雲のアルベドは平均77％に達しているため，金星大気 |> における正味太陽放射は地球における正味太陽放射 |> よりも小さい。 |> さらに厚い大気のなかで吸収されるため，地表面に |> 達する太陽放射は大気上端における量の数％にすぎ |> ない。 |> それにも関わらず高温の大気が実現されている理由 |> は温室効果による。 |> Pollackらの数値計算によるとCO2が463K，H2Oが218K， |> 雲が113K，SO2が52K，COが13Kの温度上昇に寄与して |> いるとされる。 |> 微少量であるにも関わらず水の効果が大きいことに |> 注意しよう。 |> 雲も重要である。 |> 金星の下層大気の温度分布は，雲層の上端で有効放射 |> 温度になるような断熱温度勾配で大まかに近似できる。 |> つまり雲は赤外線に対して不透明で、惑星放射にとっ |> てはあたかも地面のように振る舞っている。 |> ・大気の温度は65−100kmの間は高度とともに減少し， |> 地球のような明確な成層圏を欠いている。 |> したがって，これら全層を中層大気とよぶ。 |> 中層大気においても日変化はきわめて小さい。 |> さらに高層の温度は100km以上の高度で増加し昼間側 |> では170km，高度で300Kに漸近する。 |> 熱圏温度は地球よりもはるかに低い。 |> 地球では昼夜の差は200Kで全体の20％程度であるが， |> 金星ではやはり昼夜の差は200Kで，この場合は100− |> 300Kと３倍も変化することになる。 |> 熱圏温度の観測は原子酸素のスケールハイトの観測 |> にもとづいている。 |> 夜側の「熱圏」は熱圏とよぶにはふさわしくない低温 |> である。 |> そのために，しばしばcryosphereとよばれる。 |> 同じ用語は地球の氷点以下の領域にも用いられるので |> 注意が必要であろう。 |> ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・