南極大型大気レーダーＰＡＮＳＹによるスケール階層構造と極域大気擾乱の実態の解明

利用南极大尺度大气雷达PANSY阐明极地大气扰动的尺度层次结构和实际状态

• 批准号: 17J03536
• 负责人: 南原 優一
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J03536/
• 关键词: 大気重力波; 中層大気; 大気レーダー; 南極気象

申請者は2018年11月から2020年3月の間、第60次南極地域観測隊に参加した。2019年3月14日から24日と8月2日から12日には、10日間に亘るPANSYレーダーとラジオゾンデの集中観測を2回実施した。レーダーの散乱エコー強度と温度の鉛直構造から対流圏・下部成層圏の微細な大気の擾乱構造を捉えることに成功した。また、10日間にも亘る連続的な大気細密構造の観測は類を見ない物である。2019年の8月26日から10月2日には、南半球で発生した成層圏突然昇温をターゲットとしたラジオゾンデ集中観測を実施した。南半球の成層圏突然昇温は10年に1度程度しか発生しない極めて稀な現象である。この集中観測では、成層圏突然昇温に伴う南極昭和基地上空の急激な温度上昇を高時間分解能に観測した。さらに9月初旬には、大きな温度偏差を伴う大きな波状構造を捉えることにも成功した。また、2015年10月から2016年9月の1年間に亘るPANSY レーダー観測データを用いて重力波の間欠性について研究を行い、成果を論文にまとめ 2020年2月に Journal of Geophysical Research Atmospheres に投稿した。現在、この論文は査読審査中である。この研究は、PANSYレーダーの観測データに基づいて、今まで観測的研究がなかった重力波の間欠性の季節変化と鉛直構造を明らかにした。さらに、簡略化した理想数値実験を行い、対流圏界面付近の重力波の部分反射および上部対流圏ジェット起源の重力波が間欠性の鉛直構造に影響を与えることを示唆した。

申请人在2018年11月至2020年3月之间参加了第60届南极区域观察部队。3月14日至24日至2019年8月2日至12日，在10天内进行了两次密集的三色帽子雷达和无线电调查。我们成功地捕获了对流层和平流层中较低的大气干扰结构，从散射的垂直结构回波强度和雷达的温度。此外，在10天内对连续大气微结构的观察是独一无二的。从2019年8月26日至10月2日，进行了辐射观测，以靶向南半球突然的平流层温度升高。南半球突然的平流层温度升高是一种极为罕见的现象，每10年仅发生一次。这种密集的观察结果观察到突然的温度在南极星期空气基地以上，并在平流层突然上升，并以高时间分辨率上升。此外，在9月初，他们成功地捕获了具有较大温度偏差的大波浪结构。此外，我们在2015年10月至2016年9月的一年中使用三色长雷达观察数据对间歇性重力波进行了研究，并将结果汇​​编成论文，并将其提交到2020年2月的《地球物理研究氛围》杂志上。本文目前正在接受同行评审。这项研究揭示了基于纵行雷达的观察到的数据，直到现在才观察到引力波间歇性的季节变化和垂直结构。此外，我们进行了一个简化的理想数值实验，表明对流层界面附近的重力波和源自对流层上层射流的重力波的部分反射会影响间歇性垂直结构。

项目成果

Statistical Characteristics of Gravity Waves With Near-Inertial Frequencies in the Antarctic Troposphere and Lower Stratosphere Observed by the PANSY Radar

PANSY雷达观测的南极对流层和平流层下层近惯性频率重力波统计特征

• DOI: 10.1029/2017jd028128
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Atmospheres
• 作者: Minamihara Y.;Sato K.;Tsutsumi M.;Sato T.
• 通讯作者: Sato T.