中間圏および下部熱圏の温度構造形成機構における大気微量化学種の役割

大气微量化学物质在中层和低热层温度结构形成机制中的作用

• 批准号: 22K14100
• 负责人: 安井 良輔
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Japan, Meteorological Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14100/
• 关键词: MLT領域; 超高層大気; 大気化学; モデル開発; 電離圏; 大気物理学; 非局所熱力学平衡

研究目標である中間圏・熱圏の温度構造形成の理解に向けて、2022年度は主に大気大循環モデルへの化学輸送スキームの導入を行なった。具体的には、対流圏から電離圏をカバーする中性大気-電離大気結合モデルGAIA(Ground-to-topside model of Atmosphere and Ionosphere for Aeronomy)にCO2、CO、NOX、O3、HOX、H2、H2OやH2O2等の大気微量化学種の化学反応・輸送スキームを組み込んだ。熱圏で重要な光化学反応については、FISM2およびNRLSSI2のEUV/UVフラックスを外部強制として、光化学断面積のデータセットを使用して精緻に計算を行なった。組み込んだ化学輸送スキームを用いて、CO2/CO反応系のシミュレーション結果を確認した。得られた結果は、CO2濃度がおよそ高度70km付近から高高度に向けて減少し始め、一方CO濃度は増加することがわかった。また、CO濃度は夏極の110km付近で最大となり、長い日照時間によって多くのCOが生成されることがわかった。中間圏や下部熱圏では、子午面循環に従って輸送され、緯度高度分布を形成することがわかった。またO3については、昼間の中間圏界面付近において濃度が減少しており、夜間になるとO3濃度が回復する様子がみられた。シミュレーションで得られたこれらの濃度分布を、衛星の赤外線放射の観測から得られる濃度分布を用いて検証を行なった。衛星観測による分布とシミュレーションが同様の分布をしており、シミュレーションによって得られる結果の妥当性を確認した。これらの進捗状況および結果について、日本気象学会秋季大会で発表を行なった。

为了了解中级和热球中温度结构的形成，这是研究目标，2022年引入了2022年循环模型的化学运输方案。具体而言，CO2，CO，NOX，O3，HOX，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，H2O，一种中性气氛，Hyle-ion-hyle-ion Air Bond Model Model Model Model（地面 - 托图型模型）覆盖电离区域的气氛）。对于热区域中重要的光化学反应，FISM2和NRLSSI2的EUV/UV通量是使用光学横截面区域中的数据集精制计算的。使用合并的化学转运方案，确认了CO2/CO反应系统的仿真结果。结果发现，二氧化碳浓度在高海拔约70 km的高度下开始降低，并且CO浓度增加。 CO浓度最大约为夏季杆的110公里，发现许多COS是由长阳光小时产生的。在中间和较低的热球中，它被认为是根据儿童日的循环进行运输的，发现形成了高度分布。关于O3，白天中间中级中间中间中间中间中间中间中间中间的浓度在下降，晚上回收了O3浓度。使用卫星红外辐射获得的浓度分布验证了通过模拟获得的这些浓度分布。由于卫星观测值所引起的分布和模拟是类似分布的，并确认了通过模拟获得的结果的有效性。这些进展和结果在日本气象协会宣布。

项目成果

中性大気-電離大気結合モデルを用いた中間圏及び熱圏の 化学輸送モジュールの開発

使用耦合中性电离大气模型开发中间层和热层化学传输模块

• 发表时间: 2022
• 作者: Ijichi;T.;and L. St. Laurent;安井良輔
• 通讯作者: 安井良輔