大気自由振動モード群の生成・維持・減衰機構の解明

阐明大气自由振动模式的产生、维持和阻尼机制

基本信息

批准号：
21K03661
负责人：
坂崎貴俊
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、観測データ・気候モデルデータの統合解析と数値シミュレーションの実施により「自由振動はどのように生成・消失するのか？」という問題の解決を通じて、大気の素過程について理解を深めることを目的としている。その研究を進めていく過程で、自由振動現象そのものについて、以下の二つの成果を得た。(1) ペケリスモードの発見：トンガの火山噴火に伴う気圧パルス波の解析により、これまで知られていた自由振動モード（ラムモード）とは異なるモード（ペケリスモード）が存在することを初めて明らかにした。これは理論的には予測されていたものだが、観測データを用いて同定したのは世界初である。さらに、過去40年にわたる地上気圧データを統計的に解析したところ、このPekerisモードは今回の火山噴火時のみならず、常時存在していることも明らかになった。これらの結果は国際ジャーナル論文で公開された(Watanabe et al., 2022)。(2) 生の観測データを用いた自由振動モードの同定：研究代表者がこれまで自由振動モードの同定に成功した一連の研究(Sakazaki & Hamilton,2020; Watanabe et al., 2022)では、観測データを数値モデルに同化して得られるデータセット（再解析データ）を主に用いてきた。しかし、このデータに現れる自由振動がどれだけ生の観測データの変動を反映しているかは定かでなかった。今回新たに、時空間的に非均一な生の観測データだけから自由振動モードを同定する手法を考案し、全球地上気圧データに適用したところ、生のデータにも自由振動モードの変動が現れていることを明らかにした。現在国際ジャーナル論文へ投稿準備中である。

这项研究旨在通过解决“自由振动如何产生和消失”的问题来加深对气氛的理解？在促进研究的过程中，就自由振动现象本身获得了以下两个结果。（1）发现peskelis模式：与汤加火山喷发相关的气压波的分析表明，存在与以前已知的自由振动模式（羔羊模式）不同的模式（pecelis模式）。从理论上讲，这是使用观察数据的世界首次识别。此外，在过去的40年中，统计分析地面压力数据的统计学表明，这种北京大学模式不仅在火山喷发期间始终存在，而且始终存在。这些结果发表在国际期刊论文中（Watanabe等，2022）。（2）使用原始观察数据识别自由振动模式：在一系列研究中（Sakazaki＆Hamilton，2020； Watanabe等，2022），我们主要使用了通过将数据同化为数值的数据集（重新分析数据）型号。但是，目前尚不清楚该数据中有多少自由振动反映了原始观察数据的波动。这次，一种仅从原始空间空间空间的原始数据识别自由振动模式的新方法，并将其应用于所有棒球压力数据，自由振动模式的波动显示在原始数据中。目前准备发布国际期刊论文。