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

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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。