大気大循環モデルに結合した3次元化学輸送モデルによる成層圏オゾン再解析

使用三维化学输运模型与大气环流模型相结合的平流层臭氧再分析

• 批准号: 03J52091
• 负责人: 宮崎 和幸
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tohoku 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J52091/
• 关键词: 大気大循環; 子午面輸送; 成層圏オゾン; 化学輸送モデル; 大気大循環モデル; 成層圏; オゾン; 大気微量成分; 数値モデル; 物質循環; 平均子午面循環

本研究の目的は、成層圏および対流圏における大気微量成分の子午面輸送・混合過程を明らかにすることである。まず、数値モデルを用いて時空間に連続した輸送解析を可能とするために、ナッジング大気大循環モデルにより駆動される化学輸送モデルを使用して過去10年程度について大気微量成分の再解析を実施した。高精度の再解析を実施するために気象場を同化する手法について最適化を図った結果、再現される微量成分分布および子午面循環は同化気象変数と同化緩和時定数に強く依存することを明らかにした。次に、微量成分の子午面輸送を診断する手法として、質量重み付き帯状平均に基づく輸送方程式を用いた独自の手法を提案した。この解析手法は従来の解析手法と比較して幾つかの利点が示し、物質輸送過程の厳密な診断と新たな理解が可能となると考えられる。開発した再解析システムにより再現された微量成分分布に独自の輸送診断ツールを適用し、大気微量成分の輸送・混合過程の理解に向けたいくつかの研究に取り組んだ。まず、子午面オゾン輸送の季節変動とそのオゾン全量への寄与、子午面におけるオゾンのライフサイクルを明らかにした。更に、子午面での大気混合輸送の基本的概観を理解するため、微量成分分布から算出される水平拡散係数の物質依存性と共通性を明らかにした。長寿命化学種は共通する拡散係数の時空間変動を示し、その特徴は大気混合輸送の基本的様相を示すと考えられる。また、成層圏亜熱帯および極渦縁辺付近で観測される長寿命化学種の急な南北濃度勾配の変動メカニズムを明らかにするため、化学種濃度勾配変動に対する輸送過程の役割を定量的に診断した。その結果、鉛直移流および水平混合が成層圏における長寿命化学種の南北濃度勾配の変動に対して支配的でありことを明らかにした。

The purpose of this study is to clarify the transport and mixing processes of large amounts of trace components in the stratified flow system. In the past 10 years, the reanalysis of large trace components has been carried out. High precision resolution, image assimilation, optimization, results, reproduction, trace component distribution, meridian circulation, image assimilation, and assimilation time determination. Second, the method for diagnosing the meridian surface transport of trace components is proposed. The analytical techniques are compared with the analytical techniques, and the advantages of the material transport process are revealed. The new diagnosis is possible. The development of analytical methods for the reconstruction of trace component distributions, the application of transport diagnostics, the understanding of transport and mixing processes for large trace components, and the selection of components for research The seasonal variation of transportation in the meridian plane is different from that in the meridian plane. In addition, the basic concept of large-scale mixed transport in the meridian plane is understood, the distribution of trace components is calculated, the horizontal dispersion coefficient is calculated, and the material dependence and commonality are clarified. The time-space variation of dispersion coefficient of long-lived chemical species is shown, and the characteristics of long-lived chemical species are shown. A quantitative diagnosis of the transport process of the long-lived chemical species in the rapid north-south concentration alignment of the chemical species was carried out in the thermal zone and polar vortex region. As a result, the vertical migration and horizontal mixing of the long-lived chemical species are dominated by the north-south concentration of the stratification.

项目成果

Roles of transport in the seasonal variation of the total ozone amount

交通在臭氧总量季节变化中的作用

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Geophys. Res. 110, D18309, doi:10.1029/2005JD005900
• 作者: Miyazaki;K.;T.Iwasaki;K.Shibata;M.Deushi
• 通讯作者: M.Deushi

Diagnosis of meridional ozone transport based on mass weighted zonal means

基于质量加权纬向平均值的经向臭氧输运诊断

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Atmospheric Sciences (in press)
• 作者: Miyazaki;K.;T.Iwasaki
• 通讯作者: T.Iwasaki

Diagnosis of meridional ozone transport based on mass weighted isentropic zonal means

基于质量加权等熵纬向平均的臭氧经向输运诊断

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Atmos. Sci. 62
• 作者: Miyazaki;K.
• 通讯作者: K.

宮崎和幸, 岩崎俊樹: "大気大循環・化学輸送モデルによる成層圏オゾン再現実験"東北大学情報シナジーセンター大規模化学計算システム広報SENAC. Vol.36 No.3. 15-22 (2003)

宫崎一之、岩崎敏树：“利用大气环流/化学物质传输模型的平流层臭氧再生实验”东北大学信息协同中心大型化学计算系统公共关系SENAC Vol.15-22（2003年）。

The impact of changing meteorological variables to be assimilated into GCM on ozone simulation with MRI CTM

变化的气象变量被同化到 GCM 对 MRI CTM 臭氧模拟的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: J. Meteorol. Soc. Japan 83
• 作者: Miyazaki;K.
• 通讯作者: K.