衛星観測データ・客観解析データに基づく極渦周辺擾乱の気候学

基于卫星观测数据和客观分析数据的极涡周围扰动气候学

• 批准号: 12440126
• 负责人: 佐藤 薫
• 金额: $ 8.58万
• 依托单位: National Institute of Polar Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12440126/
• 关键词: 大気重力波; 極渦; 捕捉波; 成層圏; 北極大気; 南極大気; 中層大気; 中小規模擾乱; 物質輸送; オゾン

1.大気重力波は,運動量の鉛直輸送を担い,大気大循環に重要な役割を果たすと考えられている.各種地上観測や人工衛星観測により,陸上や規模の大きな重力波特性は明らかになってきたものの,海洋上小規模擾乱の実態はいまだ不明である.前年度本研究では,東大海洋研の白鳳丸にてラジオゾンデを打ち上げ,太平洋中部の赤道を含む28N〜48Sの70度以上の広い緯度領域の成層圏微細構造をほぼ1度ごとに観測することに成功した.観測期間は2001年11月27日〜12月25日のほぼ1ヶ月.国際重力波プロジェクトの解析手法に合わせ,小規模擾乱の鉛直波数スペクトル,運動・位置エネルギー解析を行った.この観測では、熱帯から亜熱帯にかけてきれいな波束が捉えられていた。今年度は、重力波理論を駆使した詳細な解析を行ったところ、北半球亜熱帯収束帯での対流活動を起源とする波長1800kmの慣性重力波と特定することができた。重力波の南向き群速度と船の進行速度がほぼ一致したために約一週間に亘り同じ波束を捉えるのに成功したことがわかった。この研究成果は、各関連国際会議で発表し、論文にまとめ、JGRに投稿した。2.平成12年度に購入,整備したヨーロッパ中期予報センターの1979〜1993年の15年分の再解析気候データを用いて,これまで殆ど解析のなされていない南北両極の成層圏極渦周辺擾乱の解析を前年度に引き続き行った.前年度は2次元スペクトル解析、ラグ相関解析、コンポジット解析などを行って、極夜ジェット付近で正の極大となるポテンシャル渦度の南北勾配に捕捉された小規模波動の存在を示すことができた。この内容は今年度JGRに投稿、印刷予定である。今年度は、その励起源を調べるため、3次元EPフラックス解析を行った。その結果、1993年に研究代表者等により発見されたほぼ同じ空間スケールをもつ中緯度対流圏界面に捕捉された中間規模波動と深く関連することがわかった。すなわち、中間規模波動と極渦捕捉波によるジオポテンシャル高度擾乱の位相が西に傾いたとき、捕捉波は増幅する様子が捉えられた。この関連は、中間規模波動と極渦捕捉波の卓越経度帯と季節がほぼ一致することからも強く示唆される。

1. Atmospheric gravity wave, exercise volume を vertical transportation を load <e:1>, atmospheric large circulation に important な service to harvest を results たすと examination えられて る る. Various ground 観 や artificial satellite measurement 観 measuring に よ り, onshore や large scale の き な gravity potter sex は Ming ら か に な っ て き た も の の, ocean small-scale disrupt の state be は い ま だ unknown で あ る. Year before this study で は, neusoft ocean research の baifeng pills に て ラ ジ オ ゾ ン デ を hit ち げ, central の equatorial Pacific を む 28 n ~ 48 s の above 70 degrees の hiroo い latitude area の stratified sha-lu fine-structure を ほ ぼ 1 degree ご と に 観 measuring す る こ と に successful し た. The period of 観 measurement is from November 27, 2001 to December 25, 2001, and ほぼ1ヶ months. International gravitational wave プ ロ ジ ェ ク ト の parsing technique に close わ せ, small-scale disrupt の vertical wavenumber ス ペ ク ト ル, movement, location エ ネ ル ギ ー parsing line を っ た. こ の 観 measuring で は, hot 帯 か ら 亜 hot 帯 に か け て き れ い な beam が catch え ら れ て い た. Our は, gravity wave theory を 駆 make し た detailed analytical line を っ な た と こ ろ, northern hemisphere 亜 thermal 帯 収 beam 帯 で の flow activities seaborne を origin と す る wavelength 1800 km の inertial gravity wave と specific す る こ と が で き た. Gravitational wave の south き group velocity の と ship speed が ほ ぼ consistent し た た め に about a week between に animation り with じ beam を catch え る の に successful し た こ と が わ か っ た. The research results of た, the appearances at various related international conferences で, the papers にまとめ, and the submissions to JGRに た. Purchased 2. 12 year に pp.47-53, servicing し た ヨ ー ロ ッ パ medium-term forecast セ ン タ ー の の の 15 years from 1979 to 1993 points to 気 hou デ ー タ を with い て, こ れ ま で perilous ど parsing の な さ れ て い な い north-south struck very の stratified sha-lu polar vortex before annual 辺 disrupt の analytic を に lead き 続 き line っ た. Annual は twice before yuan ス ペ ク ト ル parsing, ラ masato グ phase resolution, コ ン ポ ジ ッ ト parsing な ど を line っ て, polar night ジ ェ ッ ト paying nearly で is の great と な る ポ テ ン シ ャ ル vorticity の north and south hook with に capture さ れ た small-scale fluctuation の exist を shown す こ と が で き た. The content of the に に submission to JGR this year is approved for printing である. This year, そ, そ, the origin of the calcinete を key べるため, three-dimensional EPフラッ ス ス analysis を line った. に そ の results, 1993 research representatives に よ り 発 see さ れ た ほ ぼ with じ space ス ケ ー ル を も つ mid-latitude flow seaborne sha-lu interface に capture さ れ た middle scale fluctuation と deep く masato even す る こ と が わ か っ た. す な わ ち, middle scale fluctuation と polar vortex capture wave に よ る ジ オ ポ テ ン シ ャ ル highly disturbed の phase が west に pour い た と き, capture wave は raised す る others child が catch え ら れ た. <s:1> <s:1> correlation される, intermediation-scale fluctuation と polar vortex capture wave <e:1>, superior longitude zone と seasonal がほぼ consistency する と と ら ら strong く inductance される.

项目成果

Y.Tomikawa, K.Sato, K.Kita, M.Fujiwara, M.Yamamori, T.Sano: "Formation of an ozone lamina due to differential advection revealed by intensive observations"J. Geophys. Res.. (印刷中).

Y.Tomikawa、K.Sato、K.Kita、M.Fujiwara、M.Yamamori、T.Sano：“通过密集观测揭示的差异平流形成臭氧层”J.地球物理学研究。 。

M.Baldwin 他: "The Quasi-Biennial Oscillation."Rev.of Geophys.. (印刷中). (2001)

M.Baldwin 等人：“准两年期振荡”。Rev.of Geophys..（出版中）。

Y.Tomikawa, K.Sato, K.Kita, M.Fujiwara, M.Yamamori, T.Sano: "Formation of an ozone lamina due to differential advection revealed by intensive observations"J.Geophys.Res.. 107,D10. 10.1029/2001JD000386 (2002)

Y.Tomikawa、K.Sato、K.Kita、M.Fujiwara、M.Yamamori、T.Sano：“由于密集观测揭示的差异平流形成臭氧层”J.Geophys.Res.. 107，D10。

冨川 喜弘, 佐藤 薫: "極渦境界領域の捕捉波"第16回大気圏シンポジウム報告集. (印刷中).

Yoshihiro Tomikawa、Kaoru Sato：“极地涡旋边界区域的陷波”第 16 届大气研讨会报告（正在出版）。

K.Sato, T.J.Dunkerton: "I Layered structure associated with low potential vorticity near the tropopause seen in high resolution radiosondes over Japan"J. Atmos. Sci.. (印刷中).

K. Sato、T. J. Dunkerton：“日本上空高分辨率无线电探空仪中观察到的与对流层顶附近低位涡相关的分层结构”J. Atmos。