南極昭和基地大型大気レーダーを用いた極域大気科学の総合研究

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極域大気では他の緯度帯と同様に地表や下層大気に起源を持つ各種大気波動による影響を大きく受けて大規模な循環パターンが決定されるが、それと同時にオーロラに代表される高エネルギー粒子の降り込みなども重要なエネルギー供給源となる。それぞれ異なる運動方程式系に支配される上層の電離大気と下層の中性大気の関係は複雑で、両者の相互作用を含む極域大気全体を見通した定量的理解は観測の困難もあり十分ではない。特に南極域では過酷な環境のために観測の不足が顕著であり、現在、国立極地研究所の研究者を中心に、昭和基地にVHF帯の大型大気レーダーを設置して地上から高度500kmまでの領域を観測する計画を進めている。本研究課題では大気関連の幅広い研究領域から主要研究者に参加を募って2度の研究会(延べ参加人数72名)を行い、南極域大型大気レーダー観測の意義と可能性についての活発な議論を行った。南極域では初のインコヒーレント散乱観測が可能なレーダーとして中性大気と電離大気の関係を探る意義が評価され、また極域全体でも前例のない高速ビーム走査や多数の受信チャンネルを用いたコヒーレントエコー観測からオーロラの3次元構造などの研究が新たに期待された。また極域に特有のカタバ風の理解や、オゾンホールの消長にも関連する極渦周辺の詳細観測の重要性が議論され、各種大気波動とりわけ大型大気レーダーによりはじめて鉛直成分を含めて観測可能となる短周期重力波については高分解能観測の重要性が強く指摘された。さらに昭和基地に既存の大気観測装置との複合観測およびその拡充の必要性も議論された。設営面においては、限られた人的・物的資源を考慮した建設工法や消費電力を抑えた高効率化設計の議論がなされた。本研究課題を通して国際的な大気観測拠点としての意義が認識され、今後の研究体制作りや開発のための貴重な知見を得ることができた。