高解像度全球予報システムによる成層圏界面上昇現象のメカニズム及び予測可能性の解明

利用高分辨率全球预报系统阐明平流层上升现象的机制和可预测性

基本信息

批准号：
16J09665
负责人：
野口峻佑
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Japan, Meteorological Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

（１）気象研究所大気大循環モデルの高層化・高解像度化を行い、成層圏界面上昇（ES）イベントの再現性向上を図った。改変を施した設定（水平20km格子、鉛直～300層）で、近年生起したESイベントを対象とした再現・比較実験（下層大気は拘束）を行なった結果、低解像度設定（水平110km格子、鉛直80層）の場合と比べて、成層圏界面の構造がより現実的になることが確かめられた。同時に、極夜ジェット軸上の重力波伝播や赤道域準二年振動に関係した基本場変動の再現性も向上することを確認した。（２）成層圏以高の領域で卓越する不安定擾乱に関して、昨年度に作成した長期にわたる初期摂動を用いた統計調査を行なった。いくつかの成層圏突然昇温について、その生起直前の上部成層圏において（変曲した極渦の順圧不安定と考えられる）高い成長率を持った摂動が出現する場合があることを示した。また、2017年にシステム仕様に大きな変更のあった気象庁現業予報の初期摂動も調査し、同様の傾向が見られることを確認した。（３）ESイベントに伴うオゾン破壊物質（主にNOx）の下方輸送が下層大気循環場へ与える影響の評価を、気象研究所地球システムモデルを用いて実施した。昨年度に構築した実験設定を洗練させ、最悪ケース（最大規模のESイベントが生起したタイミングで、最大規模の高エネルギー粒子降り込みが生じ、上空で大量のNOxが生成・輸送された状況）を想定し、その効果を取り入れるか否かによって生じる差異を、100メンバー程のアンサンブル感度実験を行うことによって調べた。結果、極域上部成層圏におけるオゾン破壊により、その場での低温偏差およびその直下での高温偏差が引き起こされ、成層圏中緯度帯において有意な東風偏差が生じることが確かめられた。また、この東風偏差はその後の波-平均流相互作用により増幅し、成層圏最終昇温のタイミングを早めうることを示した。

（1）我们使气象研究所的大气一般循环模型更高和更高的分辨率，从而提高了平流层界面上升（ES）事件的可重复性。对于近年来发生的ES事件，我们使用经过改进的设置（水平的20km晶格，垂直到300层）进行了繁殖和比较实验（较低的大气约束），结果证实，平流层界面的结构变得更现实，而不是在低分辨率的情况下（水平110km 110km lattice lattice forsival）。同时，我们证实，与极性夜间射流轴和赤道准双性振荡在重力波传播相关的基本场波动的可重复性也得到了改善。（2）我们使用去年关于不稳定干扰的长期初始扰动进行了统计调查，这些干扰主要是在平流层上方的区域中。对于某种突然的平流层温度升高，我们表明，在发生之前，平流层上可能会出现高生长速率（认为是易位的极性涡旋的突出不稳定）的扰动。我们还调查了日本气象局目前预测的最初扰动，该预测在2017年看到了系统规范的重大变化，并确认观察到了类似的趋势。（3）使用气象研究机构的地球系统模型评估了与低大气循环场上ES事件相关的臭氧动物（主要是NOX）下游运输的影响。我们完善了去年建造的实验环境，并估计了最坏的情况（最大的高能量粒子液滴发生在发生最大的ES事件发生的时候，导致大量的NOX在天空中产生和运输），并取决于100名成员的敏感性实验，以调查依赖差异的敏感性实验。结果，已经证实，上极平流层上的臭氧耗竭导致原位的低温偏差和直接下方的高温偏差，从而导致中间纬度平流层中的东部风偏差明显。随后的波均流相互作用也扩大了这种东部风偏差，表明最终平流层温度升高的时间可以加速。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの予測可能性

2007年3月发生的平流层行星波向下传播事件的可预测性

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
京都大学防災研究所年報
影响因子：
0
作者：
Satoh;T.;Ohtsuki;S.;Iwagami;N.;Ueno;M.;Uemizu;K.;Suzuki;M.;Hashimoto;G. L.;Sakanoi;T.;Kasaba;Y.;Nakamura;R.;Imamura;T.;Nakamura;M.;Fukuhara;T.;Yamazaki;A.;Yamada;M.;向川均・野口峻佑・黒田友二・水田亮・小寺邦彦
通讯作者：
向川均・野口峻佑・黒田友二・水田亮・小寺邦彦

惑星規模波束の群速度を用いた成層圏突然昇温の励起源に関する解析

利用行星尺度波包群速度分析平流层突然变暖的激发源