日時：1月13日（金）17：00-18：30

場所：東大本郷　理学部1号館　839号室

（TV会議システム　IP　133.11.228.8）

講演者：渡邉吉康

タイトル：自転軸傾斜角及び大陸配置が炭素循環の機能する系外

地球型水惑星の気候に及ぼす影響

要旨：

近年，観測技術の向上によって，低質量の太陽系外惑星が徐々に 

発見されてきており，近い将来，地球のような生命居住可能な惑

星が徐々に発見されてくることが想定される．このような惑星が

地球のような表層環境を持つ可能性があるかどうかを論じるには，

気候学的観点に立って，多様な条件のもとで，水惑星がどのよう

な気候状態を取りうるのかを調べる必要がある．

 

惑星の自転軸傾斜角は，観測は困難であるものの，理論的には様

々な初期値を取りうるばかりか，大きく時間変動することが知ら

れている．自転軸傾斜角の大きさは，惑星が受け取る日射量の緯

度分布及び季節変化を変えることで，惑星の気候に大きな影響を

及ぼす．一方，惑星環境の長期的な安定性には，地球のように炭

素循環による大気中の二酸化炭素分圧の調節機構がはたらくこと

が重要であると考えられている．炭素循環を支配する風化の量は

地表面温度や大陸面積に強く依存するため，大陸の位置によって

長期的な気候の状態が大きく異なると考えられる．

 

これまで，惑星の自転軸傾斜角や炭素循環が気候に及ぼす影響に

ついて議論した研究例はいくつかあるものの，気候の安定性を系

統的に調べた研究はない．そこで本研究では，炭素循環の機能す

る水惑星の気候システムの挙動特性が自転軸傾斜角の大きさによ

ってどのような違いを持つのかについて，南北一次元エネルギー

バランスモデルを用いて系統的に検討を行った．

 

得られた結果は以下のように要約できる．

①緯度方向に一様な大陸配置では，自転軸傾斜角が小さい時は，

季節的に氷が部分的に広がる“季節的部分凍結モード”，一年を通

して氷が部分的に覆う“永久部分凍結モード”が安定に存在するが，

自転軸傾斜角が大きくなると存在しなくなる．また，氷が全く存

在しない”無凍結モード” は，pCO2増大による南北温度勾配の減

少が原因で高軌道長半径側でも安定にも存在できる．

②赤道集中の大陸配置では自転軸傾斜角が小さいときほど寒冷に

なり，逆に両極集中の大陸配置では自転軸傾斜角が大きいときほ

ど寒冷な気候になりうる．遠方の軌道領域ほど無凍結になりやす

いという特徴は全ての大陸配置に共通した特徴である．

 

今回のコロキュウムでは，現在発表者が行っている数値計算の結

果を紹介し、表題について議論する．