南半球成層圏プラネタリー波の年々変動に対する力学的解釈

南半球平流层行星波年际涨落的动力学解释

• 批准号: 03J05015
• 负责人: 日尾 泰子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J05015/
• 关键词: 南半球; 成層圏; 年々変動; 成層圏突然昇温; プラネタリー波; 非線形相互作用; 惑星波

南半球成層圏は北半球に比べ極域で温度が低く、局渦が強い。また、成層圏の特徴であるプラネタリー波の振幅は小さい。また、北半球では2年に1回の割合で観測される成層圏突然昇温は南半球では2002年以外観測されていない。この両半球の違いは南半球では地形性強制や海陸分布による熱コントラストが小さいために、成層圏に伝播するプラネタリー波の振幅が小さいことが原因である。このような特徴は南半球では非線形性が弱いことを意味している。では、2002年になぜ成層圏突然昇温が起こったのか。1979年から2002年の再解析データを用いて南半球成層圏循環の季節進行を調べ、2002年の共通性と特異性を明らかにした。季節進行の年々変動は冬の季節進行の変動で特徴付けられ、対流圏から伝播するプラネタリー波の波活動度とよく対応していた。2002年は他の年と比べ非常に季節進行が早いという点では特異であったが、それと対応して真冬に類を見ない非常に大きな波活動の伝播があり、波活動と季節進行の関係は他の年と共通であった。非線形性が弱い南半球成層圏では極渦が準周期的に振動する事例がしばしば観測される。この現象を南半球成層圏で卓越する定常波数1成分と東進波数2成分の波と波の相互作用という観点から再解析データおよび球面順圧モデルを用いて調べた。東進波数2の振幅が大きな年には定常波数1と東進波数2の波-波相互作用によって3波共鳴を満たす波、すなわち南北に節構造をもち波数2と同じ角振動数の東進波数1成分が存在した。定常波数1と東進波数1との干渉により東西平均東西風もその強さが周期的に変化した。上記の順圧モデルにおいて定常波数1をつくる地形の高さを変化と流れの解の関係は、山が非常に大きなときには非周期解、山の高さを低くすると上述の波-波相互作用による周期解、さらに山を低くするとHopf分岐が起こり、準周期解となることがわかった。

在极地地区，南半球平流层低于北半球，并且具有更强的局部涡流。此外，平流层特征的行星波的幅度很小。此外，在北半球尚未观察到平流层温度升高，每两年观察到一次，除非在2002年，尚未在南半球观察到。这两个半球之间的差异是由于驱动到平流层的行星波的幅度很小，因此由于热对比，因此由于热力迫使土地分配而在南半部造成了损害。这些特征表明，南半球的非线性很弱。那么，为什么平流层温度突然升高在2002年突然发生？使用从1979年到2002年的重新分析数据，我们研究了南半球平流层循环的季节性进展，揭示了2002年的共同点和特异性。季节性进展的年际变化的特征是冬季季节性进展的变化，并且与从电流圈传播的行星波的波动活性相对应。 2002年是不寻常的，因为本赛季的进展要快得多，但出于响应，冬季中期波动活动的传播无与伦比，而波动活动与季节性进展之间的关系在其他几年中很普遍。在非线性较弱的南半球平流层中，经常观察到极性涡流的极性旋转。使用重新分析数据和球形压力模型研究了这一现象，就一单部分和两部分的驻波数量的波和波浪之间的相互作用而言，这在南半球平流层中是主要的。在Toshin No的幅度。 2很大，有一个波浪通过站立波1和toshin no之间的波波相互作用来满足三波的共振。 2，也就是说，毫无疑问。 1具有节点结构北部和南部的节点结构的组件以及与波2的角度频率相同。向东西方平均东风风强度定期变化，这是由于站立波数1与东到周期性的波浪数字1之间的干扰。在上述向前压力模型中，在上述向前压力模型中，在形成较大的山峰时，当山的高度变化时，当时山的变化是不可能的，而山的距离则是较大的山峰，而当山上的距离较大时，则在较大的山上构成了较高的山峰，而当山上的变化是一个不合格的范围。由于上述波波相互作用，山将导致周期性解决方案，降低山将导致HOPF分支，从而产生准周期溶液。

项目成果

Hio, Y., S.Yoden: "Interannual variations of the seasonal march in the Southern Hemishere stratosphere for 1979-2002 and characterization of the unprecedented year 2002"Journal of the atmospheric sciences. (受理).

Hio, Y., S.Yoden：“1979-2002 年南半球平流层季节行进的年际变化以及史无前例的 2002 年的特征”《大气科学杂志》（已接受）。