地形性重力波の発生・鉛直伝播に関する数値実験

地形重力波产生及垂直传播的数值实验

• 批准号: 06740367
• 负责人: 佐藤 薫
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740367/
• 关键词: 山岳波; 大気重力波; MSTレーダー

既存の対流圏2次元大気モデルの鉛直領域を成層圏まで拡張し、次の2種類の視点で数値実験を行なった。1.不連続な鉛直温度勾配をもつ大気中での地形性重力波の鉛直伝播特性温度の鉛直勾配を対流圏界面高度10kmを境に現実的に変化させた。温度勾配の不連続性の効果のみを調べるため、背景風を鉛直方向と一定にした。山はベル型の孤立峰とした。その結果、温度の鉛直勾配が一定の対流圏モデルには現れない、風下側の波とは明らかに長い水平波長を持つ波構造が成層圏風上側に現れた。これまで、地形性重力波の鉛直伝播の水平波長依存性は、亜熱帯西風ジェットに対応する風の鉛直構造が主に議論されていたが、この結果は、温度勾配の不連続面での地形性重力波の反射や透過をきちんと評価する必要があることを示唆している。2.現実的な温度、風構造のなかでの地形性重力波の鉛直伝播特性これまでに行なってきた京都大学MUレーダー、ラジオゾンデ観測により得た典型的な水平風・温度の鉛直プロファイルを、簡単な関数形で近似し、数値モデルに組み入れた。風下側には鉛直方向に1つ節を持ち、対流圏トラップされた波構造が現れた。この様相は、MUレーダー観測データに現れた山岳波と考えられる鉛直風擾乱の節構造(Sato 1990)と一致する。成層圏にはやはり観測結果と対応の良い孤立峰の半値全幅の50倍以上の長い水平波長を持つ単色的な波が現れた。今後は、これらの結果をスペクトル法・フィルター法などで解析し定量化する。また、成層圏領域では密度減少に対応し波の振幅が指数関数的に増大するため、通常のスポンジ層では反射が押えられず、長時間安定に走らせられなかった。そこで、この反射を押える工夫し、移動性高低気圧波動の通過などを念頭においた、非定常な背景風のなかで地形性重力波の発生、伝播などを詳しく調べる計画である。

现有的对流层二维大气模型的垂直区域扩展到平流层，并从以下两个角度进行了数值实验。 1。大气中具有不连续的垂直温度梯度的地形引力波的垂直传播特性温度的垂直梯度实际上从对流层界面上的10 km的边界高度实际更改。为了仅研究温度梯度不连续性的影响，背景风在垂直方向上保持恒定。这座山是一个钟形的孤立山峰。结果，具有水平波长的波结构显然比出现在平流层上风侧的手推车波长，其中温度的垂直梯度不会出现在恒定的对流层模型中。到目前为止，在与亚热带西风射流相对应的风的垂直结构中，主要讨论了地形引力波的垂直传播的水平波长依赖性，但该结果表明，在温度梯度的不连续性需要适当地评估了地形引力波的反射和传播。 2。在逼真的温度和风结构中地形引力波的垂直传播特性，通过京都大学MU雷达获得的典型水平风能和温度的垂直剖面，到目前为止已经进行了简单的功能形式，并将其纳入数字模型中。带有垂直节点的波结构出现在背风侧，对流层捕获的波。这一方面与垂直风扰的节点结构相吻合（Sato 1990），这被认为是MU雷达观察数据中出现的山波。在平流层中，出现了长度水平波长的单色波，超过50倍以上最大隔离峰的全宽度，对观察结果很好。将来，这些结果将通过使用光谱和过滤方法分析来量化。此外，在平流层区域中，波的幅度响应于密度的降低而成倍增加，因此在正常海绵层中不能抑制反射，并且该流量不能稳定地稳定。因此，该计划是采取措施来抑制这种反射，并研究不稳定的背景风中地形引力波的产生和传播，并通过移动高压和低压波的通过。

项目成果

佐藤薫,橋口浩之,深尾昌一郎: "MUレーダー・境界層レーダーによる積雲対流とそれに伴う小規模擾乱の研究" 第8回大気圏シンポジウム報告集. 115-118 (1994)

Kaoru Sato、Hiroyuki Hashiguchi、Shoichiro Fukao：“利用 MU 雷达和边界层雷达研究积云对流和相关小尺度扰动”第八届大气研讨会论文集 115-118（1994）。