2018.7.8
三品利郎
1 概要
2018年6月30日に、山崎さんを始め数名が、火星の縁に微かな隆起を観測しました。
それらの画像から画素数を数えて、その隆起の高さの計測を試みました。結果は、50km〜60kmでした。一方、2012年3月21日、
アメリカのドン・パーカーさんが撮影した高高度の雲は、同様に画素数を数えると、310kmでした。
2007年のダストストームの最中に、通常は50kmである、水蒸気の分布の上限が、80kmまで高くなっていることが探査機（MROの
Mars Climate Sounder ）によって明らかになっています。この探査機の観測を参考にすると、6月30日の雲の高さから、水の雲で
あると推定できます。
2 6月30日に撮影された火星の画像
撮影者の山崎さんが、「南極付近のターネータが凸凹しているようにも見えます。」とコメントしています。その部分の拡大画像
も添えられています。画像を見ると、確かに、「11時の方向」の縁が微かに盛り上がっています。
同様の微かな隆起は、同じ日の鈴木さん、ヘフナーさん、岩政さんの画像にも写っています。
《山崎さんの画像》
《鈴木さんの画像》
《ヘフナーさんの画像》
《岩政さんの画像》
画像を見てわかることは、火星の南極周辺に現れた雲が縁まで延びています。その様子を山崎さんの画像に赤線で書きいれ
ました。そして、縁のところで火星の表面から高くなっているのが写されています。
《山崎さんの画像に赤線を書きいれたもの》
3 画素数のカウント
画像のカブリ切りよって暗く隠れてしまった縁を明るくするために、画像を明るくしガンマ値も上げてやります。その上で、
南北の画素数を調べます。
縁の隆起部分は、画像をピクセル等倍以上に拡大し、該当部分に太さ1ピクセルで45度の線を引きます。すると小さな■
が連なってみえます。この小さな■が1ピクセルです。この45度の■の連なりを目盛りの代わりにして、隆起の高さに相当す
る■を数えます。その数を対角線に補正（ピクセル数の二乗の和を計算し、その値の平方根を求める）して、隆起の高さとし
ます。
火星の南北の直径と、ピクセル数の比率から隆起の高さが計算できます。
《山崎さんの画像からの計測》
南北375ピクセル
雲の高さは２ピクセル《鈴木さんの画像からの計測》
南北245ピクセル
雲の高さは1.5ピクセル《ヘフナーさんの画像からの計測》
南北275ピクセル
雲の高さは２ピクセル《岩政さんの画像からの計測》
南北392ピクセル
雲の高さは2.5ピクセルその結果は以下のように、上空50km〜70kmの高さであることがわかりました。
表１−画素数と雲の高さ
4 雲の位置と見かけの高さ
雲の位置によっては、ピクセル数から推定した見かけの高さは、真の高さよりも低くなります。その様子を下の図-1にしました。
図-1 雲の位置と画素から測定した高さと実際の高さの関係
今回は、火星の南極周辺に現れた雲が昼側から縁まで延びており、縁のところで火星の表面から高くなっている様子が
写っていると考えられるので、真の高さにかなり近いと推定されます。因みに、2012年3月21日のドン・パーカーさんの画像では、
雲の高さは10ピクセルなので、今回より5倍程度、高い位置にあります。
《2012年3月21日のドン・パーカーさんの画像》
南北392ピクセル
雲の高さは10ピクセル5 ダストストームと水蒸気の垂直分布
2007年の大規模なダストストームの際に、水蒸気の垂直分布をMROのMars Climate Sounderが調査し、その結果を図-2として公表しま
した。大規模なダストストームの間に火星の大気が上昇し水蒸気を50km〜80kmの中層へ押し上げていたことです。横軸はLsで、縦軸は
高度、カラーバーが水蒸気の量(ppm by volume)を示しています。黒い垂線の間は大規模なダストストームが起きていました。大規模な
ダストストームが起きるとグラフの上の方に紫の点が拡がり、特に緑の点が多く分布しています。これから、ダストストームの影響で水蒸気
が上空に盛り上がっていることがわかります。［1］
(NASA/JPL-Caltech/Hampton Univ.)図-2探査機（MROのMars Climate Sounder ）が観測した水蒸気の高度の分布とダストストームの影響（PIA22080）
6 ダストのヘイズの高さ
MarsExpressが撮影した画像から、ダストのヘイズが上空55kmまで達していることがわかったと、ESA Operationsのtwitter
に紹介されています。写真に「Dust」と二か所書き込まれているところに局所的なダストストームが 起きています。その後の画像を
見ると局所的なものに終わり拡大はしませんでした。黄色の枠の部分を拡大すると縁に沿ってグレーの帯がありその高さが55kmに
なるということです。MarsExpressが撮影したあたり、火星の基準面（0m)から約4km下になります。ですので、ダストのヘイズは
火星の基準面から上空51km付近まで達しています。オリンポス山やタルシスの山々よりも20kmも上空をダストの靄が覆っている
ということのようです。
図-3 MarsExpressが撮影したダストストームの画像（出典: ESA Operationsのtwitter https://twitter.com/esaoperations/status/1010208999009071105)
7 結論
6月30日の山崎さんたちが撮影した火星に移っている縁の隆起の高さを、画素数を数えることにより、50km〜60kmと推定できます。
雲は火星の昼側から夜側に延びていることから、画素数から推定した雲の高度は、真の高度に等しいと考えられます。一方、2007年
のダストストームの最中に水蒸気の上限高度が80kmまで上昇したことが明らかになっています。これらを合わせて考えると,火星の昼側
から夜側に渡って、50km〜70kmの高度に水の雲が形成されていることが推定されます。
MarsExpressの観測によるとダストのヘイズは火星の基準面から51kmまで上空に達しています。南極周辺の火星面は基準面より2km程度
の高さであるので、50km〜70kmにある水の雲は、ダストのヘイズの上に形成されているとわかります。
《参考文献》
1 NASA January 23, 2018 Water Vapor Reaches Mars' Middle Atmosphere During Global Dust Storm
以上