南極昭和基地大型大気レーダーを用いた極域大気科学の総合研究

利用南极昭和站大型大气雷达进行极地大气科学综合研究

• 批准号: 14604012
• 负责人: 佐藤 薫
• 金额: $ 2.11万
• 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 (C)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14604012/
• 关键词: 南極昭和基地; 大型大気レーダー; 極域大気圏; 極域電離圏; 磁気圏; 大気波動; 大気大循環; リモートセンシング

極域大気では他の緯度帯と同様に地表や下層大気に起源を持つ各種大気波動による影響を大きく受けて大規模な循環パターンが決定されるが、それと同時にオーロラに代表される高エネルギー粒子の降り込みなども重要なエネルギー供給源となる。それぞれ異なる運動方程式系に支配される上層の電離大気と下層の中性大気の関係は複雑で、両者の相互作用を含む極域大気全体を見通した定量的理解は観測の困難もあり十分ではない。特に南極域では過酷な環境のために観測の不足が顕著であり、現在、国立極地研究所の研究者を中心に、昭和基地にVHF帯の大型大気レーダーを設置して地上から高度500kmまでの領域を観測する計画を進めている。本研究課題では大気関連の幅広い研究領域から主要研究者に参加を募って2度の研究会(延べ参加人数72名)を行い、南極域大型大気レーダー観測の意義と可能性についての活発な議論を行った。南極域では初のインコヒーレント散乱観測が可能なレーダーとして中性大気と電離大気の関係を探る意義が評価され、また極域全体でも前例のない高速ビーム走査や多数の受信チャンネルを用いたコヒーレントエコー観測からオーロラの3次元構造などの研究が新たに期待された。また極域に特有のカタバ風の理解や、オゾンホールの消長にも関連する極渦周辺の詳細観測の重要性が議論され、各種大気波動とりわけ大型大気レーダーによりはじめて鉛直成分を含めて観測可能となる短周期重力波については高分解能観測の重要性が強く指摘された。さらに昭和基地に既存の大気観測装置との複合観測およびその拡充の必要性も議論された。設営面においては、限られた人的・物的資源を考慮した建設工法や消費電力を抑えた高効率化設計の議論がなされた。本研究課題を通して国際的な大気観測拠点としての意義が認識され、今後の研究体制作りや開発のための貴重な知見を得ることができた。

在极地大气中，与其他纬度区域一样，大尺度环流模式是由源自地表的各种大气波的大尺度影响决定的，低层大气也是重要的能量供应来源。上层电离大气层和下层中性大气层之间的关系很复杂，每个大气层都由不同的运动方程组控制，并且由于观测困难，对整个极地大气层（包括两者之间的相互作用）的定量理解是不够的.南极地区由于环境恶劣，观测特别缺乏，目前国立极地研究所的研究人员正在昭和站安装VHF频段的大型大气雷达，从南极地区监测该地区。正在计划将地面观测到 500 公里的高度。本研究项目广泛邀请了大气相关研究领域的骨干研究人员参与，并举办了两次学习会（参加人数：72人），就大规模大气研究的意义和潜力进行了热烈的讨论。我在南极地区进行了大气雷达观测。在南极地区，它对于探索中性和电离大气关系的意义被赞誉为第一台能够进行非相干散射观测的雷达，而在整个极地地区，它利用雷达实现了前所未有的高速波束扫描和相干回波。大量的接收通道的观测对极光三维结构的研究提出了新的期望。此外，还讨论了极地涡旋周围详细观测的重要性，这关系到了解极地特有的下降风和臭氧空洞的潮起潮落，以及短周期高分辨率观测的重要性。强烈指出了引力波。此外，还讨论了与昭和站现有大气观测设备进行联合观测及其扩建的必要性。在施工方面，就考虑有限人力、物力的施工方法以及降低能耗的高效设计进行了讨论。通过这个研究项目，我们认识到了它作为国际大气观测中心的重要性，并为未来研究系统的创建和发展获得了宝贵的知识。

项目成果

佐藤 薫 他: "これからの南極観測-南極昭和基地大型大気レーダー計画-、Program of the Antarctic Syowa MST/IS Radar (PANSY)"天気(日本気象学会). (掲載予定). (2003)

Kaoru Sato 等人：“未来南极观测 - 南极昭和 MST/IS 雷达 (PANSY) 计划”天气（日本气象学会）（2003 年）。