再解析データに基づく大気大循環の冷熱源の3次元構造の定量的研究

基于再分析数据的大气环流冷源三维结构定量研究

• 批准号: 08241209
• 负责人: 田中 博
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08241209/
• 关键词: 大気大循環; 熱収支; 再解析データ

本研究の目的は、地球大気系の大規模構造のなかでも特に重要なハドレー循環、ウォーカ-循環、モンスーン循環を励起する冷熱源の定量的分析であり、そのためにNCEPによる最新の全球再解析データを用いて熱収支解析を行ない、それぞれの収支式各項の3次元的な分布を定量的に評価した。こうして得られた冷熱源の3次元分布は、衛星観測による冷熱源の分布を検証する重要な基礎資料となる。熱収支式の残差として大気の冷熱源を評価するためには、まず初めに信頼のおける鉛直流を求める必要がある。本研究の結果から、世界の最先端的モデルを用いても、得られる上昇流の信頼性はまだまだ低いということが明らかになった。熱力学方程式において、基本的に観測量とみなせる気象要素は気温、気圧、そして水平風である。それに対し、鉛直流場はモデルの非断熱加熱場と熱力学的にバランスするように作り出されている非観測量である。したがって、ECMWFやNCEPモデルが作り出す上昇流を安易に用いて熱収支式各項を計算し、その残差として非断熱加熱場を評価すると、モデルの産物としての非断熱加熱場を得てしまう恐れがある。これは、論理的に矛盾しており、非現実な値を得ることもある。したがって、観測量としての気温、気圧、水平風から診断的に鉛直流を求め、その鉛直流に基づいて非断熱加熱場求める必要がある。本研究では、この問題を解決するためにノーマルモード展開法による鉛直流の推定法を新たに開発した。観測量の気圧、水平風を入力として鉛直流を精度良く出力する方法である。この方法で推定された非断熱加熱場は観測量がら直接計算された比較的信頼性の高い推定値であると期待される。

这项研究的目的是定量分析激发哈德利循环，沃克循环和季风循环的冷热源，这在全球大气系统的大规模结构中尤为重要。为此，使用NCEP使用最新的全局重新分析数据进行了热平衡分析，并定量评估了平衡方程的每个项的三维分布。因此获得的冷却源的三维分布是通过卫星观测来验证冷却源分布的重要基本文档。为了评估大气的冷却来源作为热平衡方程的残差，首先需要获得可靠的垂直电流。这项研究的结果表明，即使使用来自世界各地的尖端模型，获得的上游的可靠性仍然很低。在热力学方程中，可以认为可以认为的天气元素基本上观察到温度，压力和水平风。相比之下，垂直电流场是一种非观察量，可与模型的非绝热加热场相平衡。因此，如果ECMWF和NCEP模型产生的向上流很容易用于计算热平衡方程的每个项，并且将非脱糖加热场评估为残差，则有一种风险，即将获得该模型的乘积，即可获得非脱糖加热场。这在逻辑上是不一致的，有时会产生不切实际的价值。因此，有必要从温度，压力和水平风作为观察结果诊断出垂直电流，并根据垂直电流获得非绝热的加热场。在这项研究中，我们开发了一种使用正常模式扩展方法估算垂直电流的新方法来解决此问题。这是一种使用大气压力和观察量的水平风来准确输出垂直电流的方法。预计使用该方法估算的非绝热加热场将是直接根据观测值计算得出的相对可靠的估计。

项目成果

田中 博・木村 賢一: "1993/94年夏のハドレー循環・モンスーン循環・ウォーカ-循環の強度について" グロースベッター. 33-1. 25-46 (1996)

Hiroshi Tanaka 和 Kenichi Kimura：“关于 1993/94 年夏季哈德利环流、季风环流和沃克环流的强度”Growth Better 33-1 (1996)。