対流圏-成層圏結合系の季節内及び年々変動の力学

对流层-平流层耦合系统的季节内和年际变化动态

基本信息

批准号：
02J00889
负责人：
田口正和
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

理想化した対流圏-成層圏系の季節内及び年々変動とその力学を、簡略化した全球大気循環モデルを用いた数値実験により調べた。特に、最近関心の高まっている、対流圏の気候に対する成層圏の影響について、2つの方法で詳しく調べた。ひとつは、対流圏-成層圏を含む全球モデルで、成層圏における熱的散逸を大きくすることにより成層圏の表現を劣化させたときの対流圏の応答を検討した。実験結果は、成層圏のありかたが、対流圏の気候に有意に影響することを示した。対流圏の気候応答は、観測事実とよく一致するように、成層圏が寒冷化したとき、地表気圧が高緯度で減少し、その空間構造はいわゆる北極振動によく射影することができる。波動-平均風相互作用に基づく力学的解析から、この成層圏の下方影響には、成層圏における波動ドラッグが下方に子午面循環を誘起するという、いわゆるダウンワードコントロールが少なくとも部分的には働いていることを示した。もうひとつの方法では、標準設定のモデルの一万日積分で得られた多数の成層圏突然昇温をキーとしたコンポジット解析を行った。解析結果は、突然昇温の一般的な特徴、すなわち昇温前の惑星波の増幅や、昇温の兆候が対流圏にゆっくり伝播する様子が見られた。さらに力学的な解析では、昇温の前後で、惑星波分布やストームトラックの分布などで特徴付けられる対流圏循環の様子が異なることが分かった。昇温後の対流圏偏差は、昇温後にしか見られないことから、成層圏の変化に対する応答であると結論できた。

我们使用简化的全球大气环流模型通过数值实验研究了理想化对流层-平流层系统的季节内和年际波动和动态。特别是，我们使用两种方法详细研究了平流层对对流层气候的影响，这最近引起了越来越多的关注。一种是包括对流层和平流层的全球模型，我们研究了当平流层的表征因平流层热耗散的增加而退化时对流层的响应。实验结果表明，平流层的形状显着影响对流层的气候。对流层的气候响应与观测事实非常吻合：当平流层变冷时，高纬度地区表面压力降低，其空间结构可以很好地投射到所谓的北极涛动。基于波浪平均风相互作用的力学分析表明，平流层中的这种向下影响至少部分归因于所谓的向下控制，其中平流层中的波浪阻力引起了向下的经向环流。另一种方法是使用从标准模型的10,000天积分中获得的大量平流层突然变暖进行综合分析。结果显示了突然变暖的共同特征，例如变暖之前行星波的放大以及变暖特征缓慢传播到对流层中。此外，动力学分析表明，以行星波和风暴路径分布为特征的对流层环流在气温升高前后存在差异。由于变暖后的对流层异常是在变暖后才观察到的，因此我们得出结论，这是对平流层变化的响应。