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A Study on the Interhemispheric Coupling of the Middle Atmosphere Using a High-resolution General Circulation Model

利用高分辨率大气环流模型研究中层大气半球间耦合

基本信息

批准号：
22KJ0587
负责人：
奥井晴香
金额：
$ 1.41万
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：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高解像度ハイトップ大気大循環モデルを用いて、特に大気重力波（以下、重力波）の役割に注目しながら中層大気の力学変動および遠隔結合過程の解析を行っている。中層大気では、大気波動による運動量の再分配によって放射で決まる構造とは大きく異なる循環・温度場が形成・維持されている。重力波は特に中間圏の循環の駆動において中心的な役割を果たす。しかし、時空間スケールが小さい波であるため、多くの気候モデルでは重力波による運動量輸送はパラメタリゼーションによって表現されている。重力波そのものを解析できる全球一様なデータセットは非常に少なく、このために重力波の中層大気力学における役割には未解明な点が多くある。本研究で用いるJapanese Atmospheric General Circulation Model for Upper Atmosphere Research（JAGUAR）は、重力波を陽に扱う全球モデルで、地表から下部熱圏までの全中性大気を含むモデルとしては世界トップレベルの解像度を持つ。このモデルをデータ同化システムJAGUAR-DAS（Koshin et al., 2020, 2022）で作成された再解析データで初期値化し、北半球冬季の再現実験を実施した。この結果を、近年発表された3次元残差循環の理論（e.g., Kinoshita et al., 2019）なども用いながら解析している。当該年度には、成層圏突然昇温に対する冬季成層圏・中間圏の応答メカニズムを調べ、重力波によるプラネタリー波の発生が上部中間圏の昇温をもたらすことを示し、論文として発表した（Okui et al., 2021）。また、重力波の鉛直波数スペクトルを全球で調べ、レーダー・衛星観測との整合性を確認するとともに、東西風ジェット下部の鉛直シアーが重力波の飽和に与える影響を明らかにした。

In this paper, we focus on the analysis of the mechanical behavior of the medium and large gravity waves (hereinafter referred to as gravity waves) and the remote combination process of the medium and large gravity waves. In the middle layer, the distribution of motion between large and small ratios of heat and radiation is determined by the structure, large and small circulation, and the temperature field is formed and maintained. Gravity waves are caused by cyclic motion in the center of the circle. The motion of gravity wave is transmitted by time and space, and the motion of gravity wave is transmitted by time. Gravity waves are analyzed in a global manner, and there are many unsolved points in gravity waves. This study uses the Japanese Atmospheric General Circulation Model for Upper Atmosphere Research (JAGUAR) to maintain the resolution of gravity waves, sun, and all neutral atmosphere in the lower thermosphere of the earth. JAGUAR-DAS (Koshin et al., 2020, 2022) was created to reanalyze the initial value of the Northern Hemisphere winter. The results of this study are summarized in the paper. Kinoshita et al., 2019). When the temperature of the upper and middle strata rises suddenly in this year, the temperature of the upper and middle strata rises suddenly in winter (Okui et al., 2021）。The vertical wave number of gravity waves is adjusted globally, and the integration of satellite measurements is confirmed. The vertical wave number of gravity waves in the lower part of the east-west wind is determined.