赤道域の中間圏・熱圏下部における大気波動のレーダーネットワーク観測に関する研究

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従来、対流圏・成層圏および中間圏の大気変動特性は個別に研究されてきたが、この研究ではそれらの相互の関係に着目し、卓越する大気波動の事例解析、ならびに長周期風速変動の比較解析を行った。2004年4-5月にインドネシア域で得られたラジオゾンデ観測の風速と気温データを解析し、対流圏上部・成層圏下部に7日周期のケルビン波が顕著に現れたことを示した。近接するラジオゾンデ観測点の間の相互相関解析から水平波数は3であると推定され、TIMED衛星搭載のSABER観測の解析結果と一致した。この7日波は特に東半球で大きく、長波放射(OLR)にも類似した周期性と水平構造が認められたことから、積雲対流が7日波の励起に関わっていることが分かった。一方、インドネシア西スマトラに設置された流星レーダー、ならびに西カリマンタンおよび西ジャワのMFレーダーの観測結果を用いて、中間圏・熱圏下部(MLT)領域における5-8日周期の波動の特性を解析した。この波動は西向き伝播で波数1であった。これら、下層とMLT領域に同時に現れた5-8日周期の大気波動の特性を調べたところ、これらが同一の励起機構で生成され、しかし、逆の経度方向に分かれて水平・上方伝播する波動対であることを初めて明らかにした。地球大気中には、赤道の対流圏を起点とする大規模な子午面循環があり、これにより中間圏の高度90km付近では夏半球から冬半球に向かう南北風が起こる。これは赤道を起源とする大気微量成分を地球全体に、最終的には極域に輸送する役割を果たしている。本研究ではこの南北循環に特異な長期トレンドが1993年以来現在まで現れていることが分かった。モデル研究では地球温暖化にともない中間圏の寒冷化が進み、その結果風系にも長期変化が起こりうると予想されている。我々の結果はこの予想を矛盾しない。今後、定量的な検証を進める必要がある。これらの研究成果は既に2編の論文として公表しており、さらに発展研究の成果を2編の論文としてまとめつつある。