コールドプールの力学による雲の自己組織化機構の解明

利用冷池动力学阐明云自组织机制

基本信息

批准号：
20J11246
负责人：
神野拓哉
金额：
$ 1.22万
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：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ミクロスケールの積雲対流とマクロスケールの環境場との間の相互作用について理解するため、理想化した環境の大気数値モデル実験において発生する積雲対流の統計的性質を調査した。マクロスケールの環境場として海面水温を段階的に変化させた一連の数値実験において、積雲対流の強度として鉛直上方への質量輸送の頻度分布を解析した。その分布関数は概ね指数分布に近似でき、海面水温が高いほど対流の数は減少するとともに強い対流の割合が増えることを示した。また、先行研究との比較から大気放射過程によって対流圏下層が冷却される現象の重要性を示し、雲や水蒸気が自発的にクラスターを形成する「雲の自己組織化現象」の駆動力となるプロセスがひとつひとつの対流の統計的な性質にも影響を与えていることへの示唆を得た。さらに、前年までの研究から、自己組織化現象の理解のためには積雲対流と環境場の相互作用に加えて積雲対流どうしの相互作用をモデルに正しく組み込む必要があることを認識したため、雲の空間的な分布を考慮したシンプルな確率格子モデルを実装し、その相互作用に関係するパラメーターと最終的な平衡状態の空間パターンについて調査した。ある対流が発生した際にその近傍で新たな対流の発生を促進する効果を与えるという設定のもと、相互作用が到達する距離範囲の長さとモデル領域のサイズの大小関係によって自己組織化時のクラスターの数と間隔が決まることを示した。本年度の研究成果と前年度までの結果をまとめて博士論文を執筆中である。

为了了解微观库卢斯对流与宏观环境领域之间的相互作用，我们研究了在理想化环境的大气数值模型实验中发生的积云对流的统计特性。在一系列数值实验中，随着宏观环境场的逐步更改了海面温度，随着积云云对流的强度的分析，质量传输的频率分布在垂直上向上。分布函数可以近似为指数分布，表明海面温度越高，对流数量越低，强对流的比例就越高。此外，与先前的研究进行了比较，表明了对流层辐射辐射过程冷却对流层s层的现象的重要性，并建议驱动驱动“云自组织科学”的过程，其中云和水蒸气自发形成簇对每个对流的统计特性产生了影响。此外，从研究到上一年，我们认识到，为了理解自我组织现象，必须将积云对流与环境领域之间的相互作用正确地纳入模型中，因此我们实施了一个简单的概率晶格模型，该模型要考虑到云的空间分布，并研究了与Spatial模式相关的跨度和跨度模式相关的参数。在某个对流发生时，给出了附近新对流的发生的效果，我们已经表明，相互作用到达的距离范围的长度与模型区域的大小之间的关系决定了在自组织过程中群集的数量和间隔。我目前正在写一篇博士学位论文，总结了今年的研究结果以及上一年的结果。