積雲対流起源の大気重力波の大規模モデリングによる研究

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近年、積雲対流により励起され鉛直伝播する小規模重力波が、成層圏・中間圏において果たす役割の認識が高まっている。研究代表者はこれまでに、世界に先駆けて、積雲対流を陽に再現する領域気象モデルを用いて地表から高度100kmまでの大気重力波をシミュレートすることに成功した。本年度は、中間圏界面付近での重力波の砕波に伴う大気光擾乱の発生過程ならびに電離層プラズマ擾乱への影響過程を調べる一方で、対流圏における大気重力波励起の理論的検討ならびにスマトラ島での事例への適用を行った。積雲対流による重力波励起の高分解能(水平0.5km,鉛直0.3km)計算を行い、大気光の一つである酸素原子の557.7nmの発光強度を見積った。これにより、大気光の地上観測にしばしば見られる縞構造がモデルで再現された。結果の詳細な解析を通じ、モデル中の砕波においては、幅10km程度の縞模様を産み出す秩序構造と、より小規模な乱流が共存していることが明らかになった(Horinouchi, 2004)。また、Yokoyamaによる電離層プラズマモデルの計算の入力データとして用い、スポラディックE層におけるプラズマ擾乱生成の新しいメカニズムを発見した(Yokoyama et al., 2004)。一方で、積雲対流による大気重力波励起に関する理論的研究を行った。励起の「パラメタリゼーション」という形での従来理論と、数値実験結果の比較により、従来の理論の問題と、その解決のための提案を行った(Chun, Song, and Horinouchi, J.Atmos.Sci.,投稿中)。また、山岳を含む場での現実的な重力波励起を調べるべく、スマトラ島でのキャンペーン観測にあわせた雲分解数値実験を行った(投稿準備中)。