杉本 憲彦 (スギモト ノリヒコ)

Sugimoto, Norihiko

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所属(所属キャンパス)

法学部 (日吉)

職名

准教授

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外部リンク

プロフィール 【 表示 / 非表示

  • 地球流体力学を専門に研究しています。地球流体というのは、流体の中でも回転(自転)と成層の効果が効く流れで、偏西風や高低気圧、黒潮などの特徴的な流れが生じます。主な研究手法は、数値計算と理論的解釈です。最近では、金星の大気の流れにも興味があり、金星探査機「あかつき」の観測データを金星大気の大循環モデル「金星AFES」に同化する研究も行っています。

教員からのメッセージ 【 表示 / 非表示

  • 日吉物理学教室の教員の中では珍しく、地球物理学(気象学)を専門に研究しています。これを生かして、講義では地球上の様々な自然現象を紹介したいと思います。身近な自然現象を、物理的な視点で正しく理解できる力を身につけましょう。また、講義の合間には地球環境の問題についても紹介します。自然科学を学ぶ機会は今までも今後もそれほどないかも知れません。せっかくのチャンスにぜひ教養を深めて頂ければと願います。

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 大気や海洋の大規模な運動に関して、数理的手法を用いた研究を行っている。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年04月
    -
    2008年03月

    名古屋大学大学院 工学研究科 計算理工学専攻 COE研究員(常勤)

  • 2008年04月
    -
    2015年03月

    慶應義塾大学 法学部 日吉物理学教室 専任講師

  • 2011年04月
    -
    2014年03月

    東京大学大学院 理学系研究科 地球惑星科学専攻 大気海洋科学大講座 客員共同研究員

  • 2014年03月
    -
    2016年03月

    エコーポリテクニーク 気象力学研究室(LMD) 訪問研究員

  • 2015年04月
    -
    継続中

    慶應義塾大学 法学部 日吉物理学教室 准教授

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1996年04月
    -
    2000年03月

    京都大学, 理学部

    大学, 卒業

  • 2000年04月
    -
    2002年03月

    京都大学, 理学研究科, 地球惑星科学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2002年04月
    -
    2005年03月

    京都大学, 理学研究科, 地球惑星科学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 理学博士, 京都大学, 課程, 2005年03月

免許・資格 【 表示 / 非表示

  • 気象予報士, 2006年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 気象・海洋物理・陸水学 (Weather/Oceanic Physics/Hydrology)

  • 計算科学

  • 地球流体力学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 地球流体力学

  • 惑星大気科学

  • 気象学

  • 流体力学

  • 計算科学

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 大気重力波の自発的放射過程の研究, 

    2013年
    -
    2017年

     研究概要を見る

    渦的な流れから放射される大気重力波のメカニズムを、数値実験及び渦からの音波放射理論を援用し解明する。

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 法学・経済学・自然科学から考える環境問題

    杉本 憲彦ほか6名, 慶應義塾大学出版会, 2017年08月

    担当範囲: 1-164

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    環境問題の3つの重要なテーマ(循環型社会、生物多様性、気候変動と温暖化対策)について、いま何が問題で、どう解決すべきかを、法学・経済学・自然科学の各分野から解説。また各章の最後では、ディスカッションの形式で、身近な問題について多面的に考えていく。

  • 風はなぜ吹くのか、どこからやってくるのか

    杉本 憲彦, ベレ出版, 2015年05月

    担当範囲: 1-392

     概要を見る

    風は直接、目に見える現象ではありませんが、私たちの生活を大きく左右する天気の要素のひとつです。本書では、そんな風が吹く仕組みを解説します。海風・陸風やフェーン、ビル風といった身近な風から、やませやだし、おろしといった地域特有の風、偏西風などの地球規模の風、低気圧や台風の風、気候と風の関係、風の利用や予測など、風に関する話が満載。捉えどころのなさそうな、大気の流れを調べている研究者が、風の「姿」を捉える旅に招待します。

  • 自己組織化マップとそのツール

    橘完太, 杉本 憲彦, シュプリンガージャパン, 2008年

    担当範囲: 147-160

論文 【 表示 / 非表示

  • Planetary-scale streak structure reproduced in high-resolution simulations of the Venus atmosphere with a low-stability layer

    Kashimura H., Sugimoto N., Takagi M., Matsuda Y., Ohfuchi W., Enomoto T., Nakajima K., Ishiwatari M., Sato T., Hashimoto G., Satoh T., Takahashi Y., Hayashi Y.

    Nature Communications (Nature Communications)  10 ( 1 )  2019年12月

     概要を見る

    © 2019, The Author(s). Cloud patterns are important clues for revealing the atmospheric circulation of Venus. Recently, a planetary-scale streak structure has been discovered in middle- and lower-cloud images of Venus’ night-side taken by IR2, the 2-μm camera, on board the Akatsuki orbiter. However, its formation mechanism has not been investigated. Here we succeed, for the first time, in reproducing the patterns of the observed streak structure, as regions of strong downward flows that develop in high-resolution global simulations of the Venus atmosphere. The streaks are formed in both hemispheres with equatorial symmetry, which is caused by equatorial Rossby-like and Kelvin-like waves with zonal wavenumber one. The low-stability layer that has been suggested by past observations is essential for reproducing the streak structure. The streaks of downward flow result from the interaction of the meridionally tilted phase lines of the Rossby-like waves and the characteristics of baroclinic instability produced around the low-stability layer.

  • Impact of Data Assimilation on Thermal Tides in the Case of Venus Express Wind Observation

    Sugimoto N., Kouyama T., Takagi M.

    Geophysical Research Letters (Geophysical Research Letters)  46 ( 9 ) 4573 - 4580 2019年05月

    ISSN  00948276

     概要を見る

    ©2019. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Impacts of horizontal winds assimilation on thermal tides are investigated by using the Venus atmospheric general circulation model for the Earth Simulator local ensemble transform Kalman filter data assimilation system. The assimilated data are horizontal winds derived from Venus ultraviolet images taken by the Venus Monitoring Camera onboard the Venus Express orbiter. The results show that three-dimensional structures of the thermal tides are significantly improved not only in the horizontal winds but also in the temperature field, even though the observations are available only at the cloud top level on the southern dayside hemisphere approximately once an Earth day. The reproduced temperature fields agree well with recent radio occultation measurements of the Venus Climate Orbiter Akatsuki. The zonal mean fields of the zonal wind and temperature are also improved globally. This study would enable reanalysis of past Venus observations.

  • Fully Developed Superrotation Driven by the Mean Meridional Circulation in a Venus GCM

    Sugimoto N., Takagi M., Matsuda Y.

    Geophysical Research Letters (Geophysical Research Letters)  46 ( 3 ) 1776 - 1784 2019年02月

    ISSN  00948276

     概要を見る

    ©2019. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Fully developed superrotation is reproduced for the first time in very long term simulations with a dynamical Venus general circulation model (GCM) driven by a zonally averaged component of the realistic solar heating only. Starting from a motionless state with temperature distribution including a low static stability layer in the lower cloud layer, the fast superrotating zonal flow of ~100 m/s is established after 500 Earth years. In this experiment, the mean meridional circulation is responsible for generating the superrotation, because effects of thermal tides, topography, radiation process, and cloud physics are excluded in the present simulations. Sensitivity experiments indicate that the vertical eddy viscosity smaller than 0.02 m 2 /s is necessary for the fast superrotation to appear. The low static stability layer also strongly affects the superrotation with high-latitude jets through angular momentum transport by baroclinic/barotropic instability in the cloud layer.

  • Local Time Dependence of the Thermal Structure in the Venusian Equatorial Upper Atmosphere: Comparison of Akatsuki Radio Occultation Measurements and GCM Results

    Ando H., Takagi M., Fukuhara T., Imamura T., Sugimoto N., Sagawa H., Noguchi K., Tellmann S., Pätzold M., Häusler B., Murata Y., Takeuchi H., Yamazaki A., Toda T., Tomiki A., Choudhary R., Kumar K., Ramkumar G., Antonita M.

    Journal of Geophysical Research: Planets (Journal of Geophysical Research: Planets)  123 ( JE005640 ) 11pp - 2280 2018年07月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  21699097

     概要を見る

    ©2018. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Temperature profiles of the Venus atmosphere obtained by the Akatsuki radio occultation measurements showed a prominent local time dependence above 65-km altitude at low latitudes equatorward of 35°. A zonal wavenumber 2 component is predominant in the temperature field, and its phase (i.e., isothermal) surfaces descend with local time, suggesting its downward phase propagation. A general circulation model (GCM) for the Venus atmosphere, AFES-Venus, reproduced the local time-dependent thermal structure qualitatively consistent with the radio occultation measurements. Based on a comparison between the radio occultation measurements and the GCM results, the observed zonal wavenumber 2 structure is attributed to the semidiurnal tide. Applying the dispersion relationship for internal gravity waves to the observed wave structure, the zonally averaged zonal wind speed at 75- to 85-km altitudes was found to be significantly smaller than that at the cloud top. The decrease of the zonal wind speed with altitude is attributed to the momentum deposition by the upwardly propagating semidiurnal tide excited in the cloud layer.

  • Three-Dimensional Structures of Thermal Tides Simulated by a Venus GCM

    Takagi M., Sugimoto N., Ando H., Matsuda Y.

    Journal of Geophysical Research: Planets (Journal of Geophysical Research: Planets)  123 ( JE005449 ) 18pp - 352 2018年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り,  ISSN  21699097

     概要を見る

    ©2018. American Geophysical Union. All Rights Reserved. Thermal tides in the Venus atmosphere are investigated by using a GCM named as AFES-Venus. The three-dimensional structures of wind and temperature associated with the thermal tides obtained in our model are fully examined and compared with observations. The result shows that the wind and temperature distributions of the thermal tides depend complexly on latitude and altitude in the cloud layer, mainly because they consist of vertically propagating and trapped modes with zonal wave numbers of 1–4, each of which predominates in different latitudes and altitudes under the influence of mid- and high-latitude jets. A strong circulation between the subsolar and antisolar (SS-AS) points, which is equivalent to a diurnal component of the thermal tides, is superposed on the superrotation. The vertical velocity of SS-AS circulation is about 10 times larger than that of the zonal-mean meridional circulation (ZMMC) in 60–70 km altitudes. It is suggested that the SS-AS circulation could contribute to the material transport, and its upward motion might be related to the UV dark region observed in the subsolar and early afternoon regions in low latitudes. The terdiurnal and quaterdiurnal tides, which may be excited by the nonlinear interactions among the diurnal and semidiurnal tides in middle and high latitudes, are detected in the solar-fixed Y-shape structure formed in the vertical wind field in the upper cloud layer. The ZMMC is weak and has a complex structure in the cloud layer; the Hadley circulation is confined to latitudes equatorward of 30°, and the Ferrel-like one appears in middle and high latitudes.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 宇宙科学最前線「観測データを同化し金星の大気の謎に迫る」

    杉本 憲彦

    ISASニュース (宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所)  438   1 - 3 2017年09月

    総説・解説(大学・研究所紀要), 単著

  • 渦からの自発的な重力波放射とその反作用 –海洋のエネルギー収支の再考-

    杉本 憲彦, PLOUGONVEN Riwal

    月間海洋 総特集「海洋循環に果たすスケール間相互作用の理解 / 南北・上下から見た日本の気象と気候」 (海洋出版)  49   295 - 302 2017年

    総説・解説(学術雑誌), 単著

  • 竜門賞受賞記念解説「地球流体における渦からの自発的な重力波放射の研究」

    杉本 憲彦

    ながれ (日本流体力学会)  36   181 - 185 2017年

    総説・解説(学術雑誌), 単著

  • 計算科学フロンティアの展開 その3 –地球流体力学における大規模数値計算-

    杉本 憲彦

    名古屋大学情報連携基盤センターニュース (名古屋大学情報連携基盤センター)  6 ( 3 ) 274-281 2007年

    総説・解説(大学・研究所紀要), 単著

  • 第13回地球環境流体サマースクール参加報告

    杉本 憲彦

    天気 (日本気象学会)  51   155-157 2004年

    会議報告等, 単著

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Introduction of the data assimilation for the Venusian atmosphere

    杉本 憲彦

    Lecture at the Akatsuki science working team meeting #9 (JAXA, Kanagawa) , 2018年07月, 口頭(招待・特別)

  • データ同化の現状と将来展望

    杉本 憲彦

    第19回 惑星圏研究会 (東北大学青葉キャンパス, 宮城) , 2018年02月, 口頭(基調)

  • Introduction of the Venus GCM (AFES-Venus) and its data assimilation system (VALEDAS)

    杉本 憲彦

    Seminar at the Airborne Science Program (NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA) , 2018年02月, 口頭(招待・特別)

  • 金星GCMへのデータ同化の広がりと今後の展望

    杉本 憲彦

    第8回 データ同化ワークショップ (明治大学中野キャンパス, 東京) , 2018年01月, 口頭(招待・特別)

  • Cyclone-anticyclone asymmetry in gravity wave radiation from vortical flows in f-plane shallow water

    杉本 憲彦

    Meteorological colloquium and Institute seminar at the Institute for Atmospheric and Environmental sciences (Goethe-Universität, Frankfurt, Germany) , 2016年01月, 口頭(招待・特別)

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • あかつきデータ同化が明らかにする金星大気循環の全貌

    2019年06月
    -
    2024年03月

    神戸大学, 林 祥介, 高木 征弘, 榎本 剛, はしもと じょーじ, 杉本 憲彦, 今村 剛, 堀之内 武, 三好 建正, 石渡 正樹, 基盤研究(S)

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    世界初の本格金星気象撮像探査機「あかつき」の軌道投入以前、金星大気の観測は断片的であり、数値モデルには仮定が多く、スーパーローテーション(四日循環)の存在に象徴される金星大気の循環構造はほとんど未知であった。本研究では、我々が開発を進めてきた地球シミュレータ上の金星大気大循環モデル(AFES-Venus)を元に金星大気データ同化システム(ALEDAS-V)を構成し、「あかつき」観測と矛盾せず力学的に辻褄のあった金星大気循環場の生成を試みる。金星大気中の未知な擾乱を同定し、その分布と角運動量輸送、物質輸送と雲構造などを明らかにしスーパーローテーションにいたる金星大気大循環の構造を解明する。

  • 階層的数値モデルによる金星大気重力波の励起、伝播、散逸過程の解明

    2019年04月
    -
    2023年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 杉本 憲彦, 高木 征弘, 安藤 紘基, 黒田 剛史, 宮本 佳明, 野口 克行, 基盤研究(B), 補助金,  代表

     研究概要を見る

    大気重力波は、運動量やエネルギーを輸送、再分配し、惑星大気において重要な働きを担う。近年、観測と数値モデルの両面で高解像度化が進み、地球大気の重力波が解像できるようになりつつある。しかし、金星大気においては、重力波の励起、伝播、散逸の諸過程に関する理解はほとんど得られていない。本課題では、階層的な数値モデルを用いて、金星大気の重力波の諸過程を包括的に解明する。様々な励起源からの重力波をモデル内で再現・定量化し、さらに自発的放射も含めた新しい重力波パラメタリゼーションを構築することが最終的な目標である。

  • あかつきデータ同化による金星大気循環の研究

    2019年04月
    -
    2023年03月

    神戸大学, 林 祥介, はしもと じょーじ, 杉本 憲彦, 今村 剛, 堀之内 武, 三好 建正, 石渡 正樹, 基盤研究(A)

     研究概要を見る

    世界初の本格金星気象撮像探査機「あかつき」の軌道投入以前、金星大気の観測は断片的であり、数値モデルには仮定が多く、スーパーローテーション(四日循環)の存在に象徴される金星大気の循環構造はほとんど未知であった。本研究では、我々が開発を進めてきた地球シミュレータ上の金星大気大循環モデル(AFES-Venus)を元に金星大気データ同化システム(ALEDAS-V)を構成し、「あかつき」観測と矛盾せず力学的に辻褄のあった金星大気循環場の生成を試みる。これによって、金星大気中の未知な擾乱を同定し、その分布と角運動量輸送などを明らかにしスーパーローテーションにいたる金星大気大循環の構造を解明する。

  • 光化学結合GCMと地上観測による金星上層大気の運動と物質循環の解明

    2017年04月
    -
    2020年03月

    京都産業大学, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 高木征弘, 安藤 紘基, 杉本 憲彦, 佐川 英夫, 高谷 康太郎, 基盤研究(B), 補助金,  分担

  • あかつき・地上観測と数値モデリングの連携による金星大気力学の研究

    2016年04月
    -
    2020年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 松田佳久, 補助金,  分担

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Works 【 表示 / 非表示

  • 「金星の風の不思議」, 慶應義塾大学グローバルサイエンスキャンパス事業講演会

    杉本 憲彦

    慶應義塾大学日吉キャンパス, 横浜, 

    2018年09月

    その他, 単独

  • 特別講演会 「金星の大気大循環」, 日本気象予報士会 第91回神奈川支部例会

    杉本 憲彦

    慶應義塾大学日吉キャンパス, 横浜, 

    2018年04月

    その他, 単独

  • 「UAVの飛行原理と地表風の特性」,測量調査分野におけるUASの安全運航に関する講習会

    杉本 憲彦

    エッサム神田ホール2号館, 東京, 

    2017年07月

    その他, 単独

  • 体験講座 「お天気の不思議 –みんなで雲を作ってみよう!-」, 科学とあそぶ幸せな一日

    杉本 憲彦

    慶應義塾大学新川崎タウンキャンパス, 川崎, 

    2010年09月

    その他, 単独

  • 特別講義 II 「数値シミュレーションのお話 -計算物理学入門と地球温暖化について-」

    杉本 憲彦

    藤沢, 

    2010年01月

    その他, 単独

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 竜門賞

    2016年03月, 日本流体力学会, 地球流体における渦からの自発的な重力波放射の研究

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • Young Researcher Award from IEEE Computational Intelligence Society

    杉本 憲彦, 2008年09月, Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems (SCIS) and 9th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS), Application of high speed spherical self-organizing map to climate research

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞

  • ISS特別企画「学生ポスターセッション」 優秀ポスター賞

    Pham Minh Tuan, (杉本 憲彦共著分), 2008年03月, 電子情報通信学会 2008年総合大会, 幾何情報処理を用いるデータマイニングに関する研究

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 平成18年度FCSコンテスト 優秀賞

    杉本 憲彦, 2007年03月, 名古屋大学 21世紀COEプログラム「計算科学フロンティア」, 地球流体における渦(バランス)モードと重力波(非バランス)モードの非線形相互作用の研究

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 自然科学研究会Ⅰ

    2019年度

  • 物理学Ⅱ(実験を含む)

    2019年度

  • 物理学Ⅰ(実験を含む)

    2019年度

  • 自然科学総合講座Ⅱ

    2019年度

 

社会活動 【 表示 / 非表示

  • 日本気象予報士会

    2006年04月
    -
    継続中

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本地球惑星科学連合, 

    2016年10月
    -
    継続中
  • 日本物理学会, 

    2009年01月
    -
    継続中
  • 日本流体力学会, 

    2008年01月
    -
    継続中
  • 日本気象学会, 

    2000年05月
    -
    継続中

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    オーガナイザー, 日本流体力学会 年会2018 「成層・回転」

  • 2018年01月
    -
    継続中

    Local organizing committee, International Venus Conference 2018, “Akatsuki” Novel Development of Venus Science,

  • 2017年04月
    -
    継続中

    コンビーナー, JpGU-AGU Joint Meeting 2017-2018 「海洋と大気の波動・渦・流体力学」

  • 2017年04月
    -
    2018年03月

    役員, 日本物理学会 領域11(応用数学・力学・流体物理分野)

  • 2017年01月
    -
    2017年12月

    editor, Theoretical and Applied Mechanics Japan

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