Study on three dimensional cloud structure and cloud microphysical process using satellite-based passive and active sensors

利用星基无源和有源传感器研究三维云结构和云微物理过程

基本信息

批准号：
18J10606
负责人：
高橋直也
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

雲は地球表層のエネルギー収支・水循環を決める上で重要な役割を担う．また，大気や海洋と複雑に相互作用しており，関連する物理プロセス・メカニズムの定量的な評価が求められている.特に，雲の放射効果を介した雲特性および雲の3次元的な分布と海面水温の相互作用について，熱帯から中緯度にかけて幅広く，衛星観測データを用いて物理的なプロセスを解明することを本研究の目的としている．本年度は中緯度の下層雲および海洋との相互作用プロセスに着目し，以下の成果を得た．（１）昨年度の研究実績(3)を発展させ，夏季北太平洋における季節内変動時間スケールでの下層雲量の変動メカニズムおよび海面水温との相互作用過程を，様々な衛星観測データを用いて評価した．下層雲量と海面水温のラグ関係から，季節内時間変動スケールでは，下層雲が海面水温を強制する過程が卓越することがわかった．また，気象場の解析により，水平温度移流が相対湿度場および下層雲量の変動を強制する主要な因子であることを明らかにした．本成果を国内・国外学会で発表し，投稿論文は現在査読中である．（２）（１）と関連した研究として，海面水温場が下層雲変動に与える影響を領域気象モデルを用いて評価した．中緯度で特徴的な海洋前線帯に着目し．異なる海面水温場を与えた２つの実験により，観測では確認できなかった海面水温場が下層雲変動を強制する能動的な影響を定量的に明らかにした．本成果は国内学会で発表を行い，現在論文を投稿中である．（３）経年変動スケールにおける海洋の能動的な影響を観測データを用いて評価した．本研究では，海面水温変動に対して大気強制が卓越する夏季においても，海洋前線帯では海洋力学が重要であることをArgoフロートデータを用いて示し，海面水温が下層雲量および雲放射効果の変動の説明する主要な因子であることを明らかにした．本成果に関する投稿論文は現在査読中である．

云在决定地球表面的能量平衡和水循环方面发挥着重要作用。此外，它们与大气和海洋以复杂的方式相互作用，需要对相关的物理过程和机制进行定量评估。特别是需要通过云的辐射效应来定量评估云的特征和三维分布。这项研究的目的是利用卫星观测数据阐明从热带到中纬度地区的海面温度与海面温度之间相互作用的物理过程。今年，我们重点研究了中纬度地区低云与海洋的相互作用过程，得到了以下成果。 (1) 在去年的研究成果(3)的基础上，利用各种卫星观测数据，评估了夏季北太平洋季节内低云量的变化机制及其与海面温度的相互作用过程．低云量与海面温度的滞后关系表明，在季节内尺度上，低云强迫海面温度的过程占主导地位。此外，对气象场的分析表明，水平温度平流是导致相对湿度场和低云量变化的主要因素。该成果已在国内外会议上发表，提交的论文目前正在同行评审中。 (2)作为(1)的相关研究，我们利用区域气象模型评估了海面温度场对低云波动的影响。重点关注中纬度地区特征的海洋锋带。通过两次应用不同海面温度场的实验，定量阐明了海面温度场对强迫低云波动的主动影响，而这一影响是观测无法证实的。该成果已在国内学术会议上发表，目前正在提交论文。 (3)利用观测数据评估了海洋在年际尺度上的积极影响。在本研究中，我们使用 Argo 浮标数据表明，即使在夏季，大气强迫对海面温度波动的响应占主导地位，海洋动力学在前海区域也很重要，并且海面温度影响低云量和云量的变化。据透露，这是解释云辐射效应的主要因素。关于这一结果的提交论文目前正在接受同行评审。