衛星観測データにもとづく赤道ケルビン波の研究

基于卫星观测数据的赤道开尔文波研究

• 批准号: 07740386
• 负责人: 塩谷 雅人
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740386/
• 关键词: 中層大気; ケルビン波; UARS; CLAES; LIMS; 準2年周期振動

この研究では,1991年9月に米国で打ち上げられたUpper Atmosphere Research Satellite(UARS)に搭載されているCryogenic Limb Array Etalon Spectrometer(CLAES)の温度データ,および観測期間が短く古い(1978年10月から1979年5月まで)がNimbus7に搭載されたLimb Infrared Monitor of the Stratosphere(LIMS)の温度,オゾン,水蒸気データをもちいて,下部成層圏赤道ケルビン波のグローバルな構造を明らかにした.まず,CLAESの温度データからは,下部成層圏において東西波数1の偏差が約15日の周期で東進しているのを見出した.この波動の鉛直波長は約10kmで波の位相はとしては高さとともに東傾している.これらの特徴は理論的に予測されているいわゆる“遅い"ケルビン波の構造と一致する.さらに,時・空間スペクトル解析の手法を用い,遅いケルビン波の活動性をCLAES観測全期間(1992年1月から1993年4月までの約16カ月)にわたって調べた.その結果,赤道域下部成層圏で見られる準2年周期振動(QBO)と関連して,期間のはじめのQBC東風領域では活動性が大きく,期間の後半に向かいQBO西風領域が広がるにつれて活動性が減衰していくことがわかった.これらの伝播特性の特徴は波の伝播理論から予測されるものともよく一致している.次に,LIMSのデータを用いケルビン波の存在について調べた.これまでLIMSの観測期間はQBOの西風領域にあたるため遅いケルビン波は観測されないとされていたが,期間後半の約2カ月の間に温度場のみならず下部成層圏では光化学的寿命の長いオゾンや水蒸気といった微量成分の場にも遅いケルビン波のシグナルをとらえられることが分かった.力学的な効果によって誘起されたこのオゾン,水蒸気の場におけるケルビン波の振幅は,温度場の振幅を用いて理論的に求められる値と定性的に一致していることも確認できた.

这项研究显示了安装在1991年9月在美国发射的高层大气研究卫星（UARS）中安装在大气层研究卫星（UARS）中的低温四肢Etalon光谱仪（CLAE）的温度数据，以及Nimbus 7的肢体红外监视器，该监视器的短距离显示了短期和旧观察期（从1978年5月到1979年5月）。使用平流层的温度，臭氧和水蒸气数据（LIMS），我们揭示了下层平流层赤道kelvin波的全球结构。首先，从CLAE的温度数据中，我们发现，在大约15天的时间内，在平流层下方的较低平流层中的偏移偏移位于下层平流层。该波的垂直波长约为10 km，波相以高度向东倾斜。理论上预测所谓的“慢”开尔文波结构的特征。此外，使用了时间和空间光谱分析方法，在整个CLAES观察期（从1992年1月至1993年4月）中研究了慢速开尔文波的活性。结果，相对于在赤道平流层（QBC东部风力层）开始时，在赤道平流层中观察到的半生产周期振荡（QBO）。发现活动很大，并且随着QBO西风区域向下半年的扩展，活动会衰减。这些传播特征的特征与波传播理论预测的特征非常吻合。接下来，我们使用LIMS数据研究了开尔文波的存在。到目前为止，据说还没有观察到缓慢的开尔文波，因为LIM的观察周期位于QBO的西风区域，但发现慢速开尔文波的信号不仅可以在温度场中，而且在下层平流层中也可以捕获，这具有很长的光寿命。还证实，机械效应引起的臭氧和水蒸气中开尔文波的幅度与使用温度场振幅获得的理论值一致。