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論文
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A cosmic origin of Venus’ lower haze
Hiroki Karyu, Takeshi Kuroda, Anni Määttänen, Arnaud Mahieux, Sébastien Viscardy, Naoki Terada, Séverine Robert, Ann Carine Vandaele, Michel Crucifix
Nature Astronomy 2026年4月
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Comparison of General Circulation Models of the Venus upper atmosphere
Antoine Martinez, Amanda Brecht, Gabriella Gilli, Sebastien Lebonnois, Takeshi Kuroda, Aurelien Stolzenbach, Francisco González-Galindo, Stephen Bougher, Hitoshi Fujiwara
Icarus 2025年12月
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Uptake of SO2 into Sulfuric Acid Droplets through the Oxidation by NO2 under Venus-Analogous Conditions
Soma Ubukata, Hiroki Karyu, Hiromu Nakagawa, Shungo Koyama, Rikuto Minamikawa, Takeshi Kuroda, Naoki Terada, Masao Gen
ACS Earth and Space Chemistry 2025年6月
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A Microphysics Model of Multicomponent Venus' Clouds With a High‐Accuracy Condensation Scheme
H. Karyu, T. Kuroda, A. Mahieux, S. Viscardy, A. Määttänen, N. Terada, S. Robert, A. C. Vandaele, M. Crucifix
Earth and Space Science 2025年6月
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Unexpected increase of the deuterium to hydrogen ratio in the Venus mesosphere
Arnaud Mahieux, Sébastien Viscardy, Roger Vincent Yelle, Hiroki Karyu, Sarah Chamberlain, Séverine Robert, Arianna Piccialli, Loïc Trompet, Justin Tyler Erwin, Soma Ubukata, Hiromu Nakagawa, Shungo Koyama, Romain Maggiolo, Nuno Pereira, Gaël Cessateur, Yannick Willame, Ann Carine Vandaele
Proceedings of the National Academy of Sciences 2024年8月
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Reduced Water Loss due to Photochemistry on Terrestrial Planets in the Runaway Greenhouse Phase around Pre-main-sequence M Dwarfs
Yo Kawamura, Tatsuya Yoshida, Naoki Terada, Yuki Nakamura, Shungo Koyama, Hiroki Karyu, Kaori Terada, Shotaro Sakai
The Astrophysical Journal 2024年6月
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One-dimensional Microphysics Model of Venusian Clouds from 40 to 100 km: Impact of the Middle-atmosphere Eddy Transport and SOIR Temperature Profile on the Cloud Structure
Hiroki Karyu, Takeshi Kuroda, Takeshi Imamura, Naoki Terada, Ann Carine Vandaele, Arnaud Mahieux, Sébastien Viscardy
The Planetary Science Journal 2024年3月
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Vertical‐Wind‐Induced Cloud Opacity Variation in Low Latitudes Simulated by a Venus GCM
Hiroki Karyu, Takeshi Kuroda, Kazunari Itoh, Akira Nitta, Kohei Ikeda, Masaru Yamamoto, Norihiko Sugimoto, Naoki Terada, Yasumasa Kasaba, Masaaki Takahashi, Paul Hartogh
Journal of Geophysical Research: Planets 128 ( 2 ) 2023年2月
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Photochemical and radiation transport model for extensive use (PROTEUS)
Nakamura, Y., Terada, N., Koyama, S., Yoshida, T., Karyu, H., Terada, K., Kuroda, T., Kamada, A., Murata, I., Sakai, S., Suzuki, Y., Kobayashi, M., Leblanc, F.
Earth, Planets and Space 75 ( 1 ) 2023年
講演・口頭発表等
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Reactive uptake of SO2 in H2SO4 droplets under Venus-analogous conditions: Laboratory study using a single particle levitation method
Soma Ubukata, Hiroki Karyu, Hiromu Nakagawa, Shungo Koyama, Rikuto Minamikawa, Takeshi Kuroda, Naoki Terada, Masao Gen
2025年7月
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DRAMATIC Planets: Simulation of water cycle on Mars with cloud microphysics, and extensions to the climate evolution of Venus and beyond
Takeshi Kuroda, Arihiro Kamada, Mirai Kobayashi, Hiroki Karyu, Takanori Kodama, Norihiko Sugimoto
2025年7月
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Impact of water supply from interplanetary dust particles on the vertical D/H ratio profile of the Martian atmosphere
Akinori Hasebe, Naoki Terada, Tatsuya Yoshida, Yuki Nakamura, Shungo Koyaa, Hiroki Karyu
2025年7月
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Investigating the Origin of Venus’ Clouds Using a Cloud Microphysics Model
Hiroki Karyu, Takeshi Kuroda, Arnaud Mahieux, Sébastien Viscardy, Anni Määttänen, Naoki Terada, Séverine Robert, Ann Carine Vandaele, Michel Crucifix
2025年7月
共同研究・競争的資金等の研究課題
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大循環と雲・化学・散逸の結合モデリングで探る金星の気候形成と進化，生命存在可能性
研究課題/領域番号：25K01051 2025年4月 - 2029年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
黒田 剛史, 鎌田 有紘, 狩生 宏喜, 中村 勇貴, 坂田 遼弥, 杉本 憲彦
配分額：18980000円 （ 直接経費：14600000円 、 間接経費：4380000円 ）
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金星エアロゾルその場測定法の開発と大気モデルへの結合・衛星観測による実証
研究課題/領域番号：24K21561 2024年6月 - 2027年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
中川 広務, 狩生 宏喜, 黒田 剛史, 玄 大雄
配分額：6370000円 （ 直接経費：4900000円 、 間接経費：1470000円 ）
本研究では、金星に特化した電気力学天秤（Electro Dynamic Balance: EDB）を開発し、EDB内に単一粒子を閉じ込め、環境変化や不均一反応などの大気中で起こる物理・化学的プロセスを連続的に再現し、その粒子の光散乱パターンから光散乱・吸収特性、粒径成長の同時計測を実現する室内実験系を確立することを目的としたものである。それにより金星大気研究の長年の未解明問題である雲層の生成・維持機構の解明に挑む。
金星大気中のガス主成分である二酸化炭素（CO2）に硫酸（H2SO4）エアロゾル液滴を注入し、EDB内に金星環境を模擬することに成功したことで、EDB独自開発に目処がたった。加えて、ラマン分光器を導入することにより、ミー散乱計測により粒径成長を計測しつつ、エアロゾル表面組成も調べることができる環境を整えた。初年度は、二酸化硫黄（SO2）酸化のための酸化剤としての二酸化窒素（NO2）の存在下で、10ミクロンの単一のH2SO4液滴によるSO2の取り込みを調べるために実験室実験を行った。H2SO4液滴のサイズ成長は、SO2とNO2の両方が存在する場合にのみ起こり、液滴内でNO2によってSO2が酸化されることを示していることが明らかになった。この結果は、液滴によるSO2 の反応的な取り込みが、金星雲層におけるSO2 の減少に重要な役割を果たしている可能性を示唆しており、今後の金星大気における酸化物質の観測を促すものである。また、欧州共同研究者らと共同で金星探査衛星Venus Expressデータ解析を進め、我々の数値モデルを用いて得られた結果の解釈に貢献することができた。 -
火山の脱ガスと太陽紫外線強度変動が金星気候に与える影響の解明
研究課題/領域番号：23KJ0201 2023年4月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
狩生 宏喜
配分額：3000000円 （ 直接経費：3000000円 ）
2024年度は、金星の雲の生成・維持過程とそれが気候に与える影響を解明することを目的として、高精度な雲微物理モデルの開発を行った。本モデルには高精度凝結スキームを導入しており、雲粒の成長過程をより正確に計算できる。また、雲粒の組成を柔軟に追加・変更できる設計となっている。これにより、金星雲の組成や空間分布を高い精度で再現可能となった。さらに、開発したモデルは計算コストが比較的低いため、今後の三次元モデルへの拡張も視野に入れている。本研究の成果は、東京で開催された国内シンポジウムにおいて発表された。
加えて、本研究の一環として滞在したベルギー王立科学研究所において、共同研究も実施した。この研究では、金星探査機Venus Expressの観測データを用い、高度70~100 kmにかけて水蒸気およびその同位体比が顕著に増加することを明らかにした。この結果は、これまでの金星大気中における水循環の解釈に再考を促すものであり、新たに、エアロゾルの凝結・蒸発を取り入れた水循環モデルの必要性を提起するものである。この研究成果は Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）に掲載され、東北大学からもプレスリリースが行われた。
さらに、今年度の計画に含まれていたSO2化学のモデルへの実装に関しては、数値モデルだけでなく、実験的アプローチによる進展もあった。本研究では、電気力学天秤を用いて金星雲粒を模擬した硫酸液滴をチャンバー内に浮遊させ、金星大気を模した気体を流すことで、液滴内部での化学反応を調査した。その結果、NO2を介した酸化反応がSO2の主要な消失機構となりうることを世界で初めて実証した。この成果は2024年の米国地球物理学連合（AGU）にて発表された。