高解像度全球予報システムによる成層圏界面上昇現象のメカニズム及び予測可能性の解明

利用高分辨率全球预报系统阐明平流层上升现象的机制和可预测性

• 批准号: 16J09665
• 负责人: 野口 峻佑
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Japan, Meteorological Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J09665/
• 关键词: 成層圏界面上昇; 重力波; 成層圏突然昇温; 高エネルギー粒子降り込み; オゾン; 成層圏最終昇温; 太陽活動; 成長モード育成法; 衛星観測; 成層圏-対流圏結合; 突然昇温; 極渦強化; 極夜ジェット振動; 予測可能性; 季節予報; 観測システム

（１）気象研究所大気大循環モデルの高層化・高解像度化を行い、成層圏界面上昇（ES）イベントの再現性向上を図った。改変を施した設定（水平20km格子、鉛直～300層）で、近年生起したESイベントを対象とした再現・比較実験（下層大気は拘束）を行なった結果、低解像度設定（水平110km格子、鉛直80層）の場合と比べて、成層圏界面の構造がより現実的になることが確かめられた。同時に、極夜ジェット軸上の重力波伝播や赤道域準二年振動に関係した基本場変動の再現性も向上することを確認した。（２）成層圏以高の領域で卓越する不安定擾乱に関して、昨年度に作成した長期にわたる初期摂動を用いた統計調査を行なった。いくつかの成層圏突然昇温について、その生起直前の上部成層圏において（変曲した極渦の順圧不安定と考えられる）高い成長率を持った摂動が出現する場合があることを示した。また、2017年にシステム仕様に大きな変更のあった気象庁現業予報の初期摂動も調査し、同様の傾向が見られることを確認した。（３）ESイベントに伴うオゾン破壊物質（主にNOx）の下方輸送が下層大気循環場へ与える影響の評価を、気象研究所地球システムモデルを用いて実施した。昨年度に構築した実験設定を洗練させ、最悪ケース（最大規模のESイベントが生起したタイミングで、最大規模の高エネルギー粒子降り込みが生じ、上空で大量のNOxが生成・輸送された状況）を想定し、その効果を取り入れるか否かによって生じる差異を、100メンバー程のアンサンブル感度実験を行うことによって調べた。結果、極域上部成層圏におけるオゾン破壊により、その場での低温偏差およびその直下での高温偏差が引き起こされ、成層圏中緯度帯において有意な東風偏差が生じることが確かめられた。また、この東風偏差はその後の波-平均流相互作用により増幅し、成層圏最終昇温のタイミングを早めうることを示した。

(1) The large air cycle of the institute of Atmospheric phenomena モデ モデ <s:1> <s:1> high-level and high-resolution を row モデ and layered circle interface rising (ES) ベ ベ ト ト ト reproducibility upward を graph った. Change - を shi し た set (level 20 km grid, straight to 300 layer) で, in recent years, rise し た ES イ ベ ン ト を like と seaborne し た reappearance, more be 験 (lower big 気 は constraint) line を な っ た results, low resolution Settings (level 110), straight 80 km grid layer と の occasion than べ て, stratified sha-lu interface の tectonic が よ り presently be に な る こ と Youdaoplaceholder0 confirm められた. に, polar night ジ ェ ッ ト shaft の gravitational wave 伝 sowing や equator domain quasi two years vibration に masato is し た basic field - move upward の reproducibility も す る こ と を confirm し た. (2) layers in sha-lu で す excellence with high の field る unrest disturbing に masato し て, yesterday's annual に し た long-term に わ た る early, dynamic を with い た survey line を な っ た. い く つ か の stratified sha-lu has flared に つ い て, そ の arise ahead の upper layers in sha-lu に お い て (the variations し た polar vortex の shun 圧 unrest と exam え ら れ る) high い growth rate を holding っ た appear, move が す る occasions が あ る こ と を shown し た. ま た, 2017 に シ ス テ ム shi others に big き な - more の あ っ た 気 like 庁 industry forecast now, early の し も investigation, with others in の tendency が see ら れ る こ と を confirm し た. (3) ES イ ベ ン ト に with う オ ゾ ン broken 壊 material (main に NOx) の below the conveying が へ 気 circulation field and lower え る の appraisal of 価 を, 気 institute earth シ ス テ ム モ デ ル を with い て be applied し た. Yesterday's annual に build し た be 験 set washs practice を さ せ, most 悪 ケ ー ス (the largest の ES イ ベ ン ト が arise し た タ イ ミ ン グ で, the largest high の エ ネ ル ギ ー particle drop り 込 み が じ, で over a large number of の NOx が generated, conveying さ れ た status) を し scenarios, そ の unseen fruit を take り れ る か no か に よ っ て raw じ る difference を, 10 0 メ ン バ ー cheng の ア ン サ ン ブ ル sensitivity be 験 を line う こ と に よ っ て adjustable べ た. Results, a domain upper layers in sha-lu に お け る オ ゾ ン broken 壊 に よ り, そ の field で の low temperature deviation お よ び そ の straight down で の high temperature deviation が lead き up こ さ れ, stratified sha-lu mid-latitude 帯 に お い て intentionally な dongfeng deviation が raw じ る こ と が か indeed め ら れ た. ま た, こ の dongfeng deviation は そ の の wave - average flow interaction に よ り raised し, stratified sha-lu eventually warming の タ イ ミ ン グ を early め う る こ と を shown し た.

项目成果

2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの予測可能性

2007年3月发生的平流层行星波向下传播事件的可预测性

• 发表时间: 2016
• 期刊: 京都大学防災研究所年報
• 作者: Satoh;T.;Ohtsuki;S.;Iwagami;N.;Ueno;M.;Uemizu;K.;Suzuki;M.;Hashimoto;G. L.;Sakanoi;T.;Kasaba;Y.;Nakamura;R.;Imamura;T.;Nakamura;M.;Fukuhara;T.;Yamazaki;A.;Yamada;M.;向川 均・野口 峻佑・黒田 友二・水田 亮・小寺 邦彦
• 通讯作者: 向川 均・野口 峻佑・黒田 友二・水田 亮・小寺 邦彦

惑星規模波束の群速度を用いた成層圏突然昇温の励起源に関する解析

利用行星尺度波包群速度分析平流层突然变暖的激发源

• 发表时间: 2016
• 期刊: 京都大学防災研究所年報
• 作者: Shi;J.;Pan;S.;Gao;H.;Guo;X.;上田 学・向川 均・小寺 邦彦・野口 峻佑
• 通讯作者: 上田 学・向川 均・小寺 邦彦・野口 峻佑

極夜ジェット振動の予測可能性と対流圏への下方影響

极夜急流振荡的可预测性及其对对流层的向下影响

• 发表时间: 2017
• 期刊: 研究会「長期予報と大気大循環」要旨集
• 作者: 野口峻佑;向川均
• 通讯作者: 向川均

Predictability of a Vortex Splitting Type Stratospheric Sudden Warming in January 2009

2009年1月涡分裂型平流层突然增温的可预测性

• 发表时间: 2016
• 作者: H. Mukougawa;S. Noguchi;Y. Kuroda;R. Mizuta;S. Yabu;H. Yoshimura
• 通讯作者: H. Yoshimura

On the Reproducibility of the September 2002 Vortex Splitting Event in the Antarctic Stratosphere Achieved without Satellite Observations

论2002年9月无卫星观测的南极平流层涡旋分裂事件的再现性

• DOI: 10.1002/qj.3193
• 发表时间: 2017
• 期刊: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
• 影响因子: 8.9
• 作者: S. Noguchi;and C. Kobayashi
• 通讯作者: and C. Kobayashi