対流圏-成層圏結合のダイナミクスに関するメカニスティックモデル実験

对流层-平流层耦合动力学机制模型实验

基本信息

批准号：
17740308
负责人：
田口正和
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Aichi University of Education
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

最近、全球規模の気候変動における、対流圏-成層圏結合変動の重要性が特に認識されてきた。特に、冬季北半球では対流圏-成層圏結合変動が活発であり、そのような結合変動の端的な例としては成層圏突然昇温(SSW)がある。SSWとは、成層圏極域の温度が数日の間に数十度も上昇するとともに、時に成層圏極渦の崩壊の起きる、大変スペクタクルな現象である。SSWの特徴やメカニズムに関しては、観測データ解析・大循環モデリング・理論など様々な研究が活発になされているが、SSWモデリングにおけるモデル分解能の重要性に関しては十分には理解されていない。ここでは、SSWを含む、対流圏-成層圏の理想的な大規模循環をよく再現する全球メカニスティックモデルを用いて、モデル分解能(特に鉛直分解能)がSSWの再現にどのようなインパクトを与えるか調査した。主として鉛直分解能を変えた長期間積分より、分解能の低減に伴い、モデル中の惑星波活動の様子が弱く再現されることが分かった。その結果、平均温度・東西風の様子も異なるようになる。次に、標準分解能実験で現れたSSWの直前から、低減した鉛直分解能でリスタートさせる実験を行なったところ、SSWの再現性がリスタートのタイミングと分解能に依存することが示された。ただし、リスタートの時期がSSWに十分近ければ、低分解能でもSSWは再現できた。以上の結果は、日本気象学会平成19度秋季大会において発表した。

最近，对流层-平流层耦合波动在全球气候变化中的重要性已得到特别认识。对流层-平流层耦合波动在冬季的北半球特别活跃，平流层突然变暖（SSW）就是这种耦合波动的一个简单例子。 SSW是一种非常壮观的现象，平流层极区的温度在几天之内上升几十度，平流层极地涡旋有时会崩溃。关于SSW的特征和机制，观测数据分析、大气环流模型和理论等各种研究正在积极开展，但模型分辨率在SSW建模中的重要性尚未得到充分认识。在这里，我们使用了一个很好地再现了对流层和平流层之间理想的大尺度环流（包括SSW）的全球力学模型，以研究模型分辨率（特别是垂直分辨率）对SSW再现的影响。通过主要通过改变垂直分辨率进行长期积分，我们发现随着分辨率的降低，模型中行星波活动的再现能力较弱。因此，平均气温和东西风模式也会有所不同。接下来，我们进行了一项实验，在标准分辨率实验中出现的 SSW 之前，我们以降低的垂直分辨率重新启动，结果表明 SSW 的再现性取决于重新启动时间和分辨率。然而，如果重新启动时序足够接近 SSW，即使在低分辨率下也可以再现 SSW。上述结果在日本气象学会2007年秋季会议上发表。