衛星観測データ・客観解析データに基づく極渦周辺擾乱の気候学

基于卫星观测数据和客观分析数据的极涡周围扰动气候学

• 批准号: 12440126
• 负责人: 佐藤 薫
• 金额: $ 8.58万
• 依托单位: National Institute of Polar Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12440126/
• 关键词: 大気重力波; 極渦; 捕捉波; 成層圏; 北極大気; 南極大気; 中層大気; 中小規模擾乱; 物質輸送; オゾン

1.大気重力波は,運動量の鉛直輸送を担い,大気大循環に重要な役割を果たすと考えられている.各種地上観測や人工衛星観測により,陸上や規模の大きな重力波特性は明らかになってきたものの,海洋上小規模擾乱の実態はいまだ不明である.前年度本研究では,東大海洋研の白鳳丸にてラジオゾンデを打ち上げ,太平洋中部の赤道を含む28N〜48Sの70度以上の広い緯度領域の成層圏微細構造をほぼ1度ごとに観測することに成功した.観測期間は2001年11月27日〜12月25日のほぼ1ヶ月.国際重力波プロジェクトの解析手法に合わせ,小規模擾乱の鉛直波数スペクトル,運動・位置エネルギー解析を行った.この観測では、熱帯から亜熱帯にかけてきれいな波束が捉えられていた。今年度は、重力波理論を駆使した詳細な解析を行ったところ、北半球亜熱帯収束帯での対流活動を起源とする波長1800kmの慣性重力波と特定することができた。重力波の南向き群速度と船の進行速度がほぼ一致したために約一週間に亘り同じ波束を捉えるのに成功したことがわかった。この研究成果は、各関連国際会議で発表し、論文にまとめ、JGRに投稿した。2.平成12年度に購入,整備したヨーロッパ中期予報センターの1979〜1993年の15年分の再解析気候データを用いて,これまで殆ど解析のなされていない南北両極の成層圏極渦周辺擾乱の解析を前年度に引き続き行った.前年度は2次元スペクトル解析、ラグ相関解析、コンポジット解析などを行って、極夜ジェット付近で正の極大となるポテンシャル渦度の南北勾配に捕捉された小規模波動の存在を示すことができた。この内容は今年度JGRに投稿、印刷予定である。今年度は、その励起源を調べるため、3次元EPフラックス解析を行った。その結果、1993年に研究代表者等により発見されたほぼ同じ空間スケールをもつ中緯度対流圏界面に捕捉された中間規模波動と深く関連することがわかった。すなわち、中間規模波動と極渦捕捉波によるジオポテンシャル高度擾乱の位相が西に傾いたとき、捕捉波は増幅する様子が捉えられた。この関連は、中間規模波動と極渦捕捉波の卓越経度帯と季節がほぼ一致することからも強く示唆される。

1。大气引力波被认为具有动量的垂直运输，并在一般大气循环中起重要作用。尽管各种地面观测和卫星观测表明，土地和规模上的重力波特征很大，但小海洋干扰的实际状态仍然未知。在去年的这项研究中，在东京海洋科学技术研究所的Hakuhomaru发射了一条辐射，并成功地观察了70度或更高的纬度区域的平流层微观结构，包括中部太平洋海洋中的赤道，几乎每一个程度。观察期约为2001年11月27日至12月25日一个月。根据国际重力波项目的分析方法，进行了小规模干扰的分析方法，垂直波数和运动和势能分析。该观察结果捕获了从热带到亚热带的美丽波浪包。今年，使用重力波理论进行了详细的分析，可以将其识别为惯性引力波，其波长为1800 km，源自北半球亚热带收敛区的对流活性。发现相同的波包被成功捕获了大约一个星期，因为引力波的组速度几乎与船舶进展的速度相同。这项研究的结果是在各种相关的国际会议上提出的，并将其汇编成论文，并提交给JGR。 2。使用于2000年购买和开发的欧洲中期预测中心的15年重新分析，我们继续分析北极和南极平流层极地涡流周围的干扰，这是迄今为止迄今尚未分析的，直到上一年。在上一年，我们能够证明在潜在涡度的南北梯度中捕获的小规模振动存在，这在极性夜间射流附近成为正值。该内容将于今年发布并在JGR上发布。今年，我们进行了3D EP通量分析，以研究其激发的来源。结果，发现它与在1993年主要研究人员发现的中间纬度孔界面上捕获的中间尺度振动密切相关，该振动的空间尺度几乎相同。也就是说，当中间尺度波和极性涡流捕获波向西倾斜的地球高度干扰的相位时，捕获了捕获的波浪扩增。这一事实也强烈提出了这种关联，即中等规模波和极地涡流捕获波的季节性大致相吻合。

项目成果

Y.Tomikawa, K.Sato, K.Kita, M.Fujiwara, M.Yamamori, T.Sano: "Formation of an ozone lamina due to differential advection revealed by intensive observations"J. Geophys. Res.. (印刷中).

Y.Tomikawa、K.Sato、K.Kita、M.Fujiwara、M.Yamamori、T.Sano：“通过密集观测揭示的差异平流形成臭氧层”J.地球物理学研究。 。

M.Baldwin 他: "The Quasi-Biennial Oscillation."Rev.of Geophys.. (印刷中). (2001)

M.Baldwin 等人：“准两年期振荡”。Rev.of Geophys..（出版中）。

冨川 喜弘, 佐藤 薫: "極渦境界領域の捕捉波"第16回大気圏シンポジウム報告集. (印刷中).

Yoshihiro Tomikawa、Kaoru Sato：“极地涡旋边界区域的陷波”第 16 届大气研讨会报告（正在出版）。

Y.Tomikawa, K.Sato, K.Kita, M.Fujiwara, M.Yamamori, T.Sano: "Formation of an ozone lamina due to differential advection revealed by intensive observations"J.Geophys.Res.. 107,D10. 10.1029/2001JD000386 (2002)

Y.Tomikawa、K.Sato、K.Kita、M.Fujiwara、M.Yamamori、T.Sano：“由于密集观测揭示的差异平流形成臭氧层”J.Geophys.Res.. 107，D10。

Y.Tomikawa, K.Sato: "Trapped waves in the edge region of stratospheric polar vortices"J.Geophys.Res.. (印刷中).

Y.Tomikawa、K.Sato：“平流层极涡边缘区域的陷波”J.Geophys.Res..（正在出版）。