北極混相雲の動態と維持メカニズムの解明

本研究の目的は、急速に進む北極温暖化の予測において重要な混相雲（水雲粒子と氷雲粒子 が共存した雲）が、「どのような微物理的特徴があり、安定して維持されているのか」という問いに答えることである。本研究では北極域で唯一となる雲微物理量の連続観測を山岳観測所において実施し、統計的データに基づき北極混相雲の基本的な動態を明らかにする。そして混相雲の安定性の鍵と考えられる、氷雲粒子を生成するエアロゾル（氷晶核）と氷雲粒子との対応関係を調べ、降雪による氷晶核除去過程や氷粒子の2次生成を評価する。これらの観測的知見に基づいて雲微物理モデルを改良することにより、混相雲が安定して維持されるメカニズムの解明を目指す。2022年度は、ノルウェー領のニーオルスンのゼッペリン山観測所（79°N, 12°E, 海抜474 m）において、雲粒子および降水粒子の直接観測を1年間を通じて実施した。またドイツのケルン大学の研究者との共同研究により、ケルン大学で実施している雲レーダ・ライダのデータを解析し、ニーオルスン上空に氷を含む雲が出現している日時間帯を同定した。そして氷を含む雲が出現している日時間帯において降水する粒子を氷粒子と仮定し、雲頂高度の気温との対応を調べた。この結果、雲頂気温が-15℃以下では降水粒子の数濃度フラックスが増加する一方において、気温が0から-10℃ではほぼ一定となっていることが明らかとなった。2022年度にはまた、このような観測結果を説明するための数値モデルの整備を行った。理化学研究所で開発されたSCALEモデルに、高知工科大学で開発された雲微物理モデルAMPSを実装し、過去の北極混相雲についての数値計算を実施した。そして氷晶の形状（晶癖）が雲の発達に及ぼす影響などを評価した。

本研究の目的は、急速に進む北極温暖化の予測において重要な混相雲（水雲粒子と氷雲粒子 が共存した雲）が、「どのような微物理的特徴があり、安定して維持されているのか」という問いに答えることである。本研究では北極域で唯一となる雲微物理量の連続観測を山岳観測所において実施し、統計的データに基づき北極混相雲の基本的な動態を明らかにする。そして混相雲の安定性の鍵と考えられる、氷雲粒子を生成するエアロゾル（氷晶核）と氷雲粒子との対応関係を調べ、降雪による氷晶核除去過程や氷粒子の2次生成を評価する。これらの観測的知見に基づいて雲微物理モデルを改良することにより、混相雲が安定して維持されるメカニズムの解明を目指す。2022年度は、ノルウェー領のニーオルスンのゼッペリン山観測所（79°N, 12°E, 海抜474 m）において、雲粒子および降水粒子の直接観測を1年間を通じて実施した。またドイツのケルン大学の研究者との共同研究により、ケルン大学で実施している雲レーダ・ライダのデータを解析し、ニーオルスン上空に氷を含む雲が出現している日時間帯を同定した。そして氷を含む雲が出現している日時間帯において降水する粒子を氷粒子と仮定し、雲頂高度の気温との対応を調べた。この結果、雲頂気温が-15℃以下では降水粒子の数濃度フラックスが増加する一方において、気温が0から-10℃ではほぼ一定となっていることが明らかとなった。2022年度にはまた、このような観測結果を説明するための数値モデルの整備を行った。理化学研究所で開発されたSCALEモデルに、高知工科大学で開発された雲微物理モデルAMPSを実装し、過去の北極混相雲についての数値計算を実施した。そして氷晶の形状（晶癖）が雲の発達に及ぼす影響などを評価した。