最先端の南極大型大気レーダーを用いた極中間圏雲と中間圏大気波動の物理の解明

利用最先进的南极大型大气雷达阐明极地中层云和中层大气波的物理性质

基本信息

批准号：
11J09377
负责人：
高麗正史
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

衛星による雲観測データを用いて、成層圏突然昇温(SSW)時の雲出現頻度に注目したデータ解析を行った。その結果、SSW時に対流圏上層の雲頻度が減少することを見出した。このような雲頻度の減少は、極域下部成層圏から上部対流圏において残差平均下降流が強化されているときに、顕著であった。このときには、極域上部対流圏において温度及び静的安定度の上昇、対流圏界面の下降が見られた。これらのSSW後の変動は残差平均下降流の強化で説明できる。さらに、近年提案された3次元残差平均流の理論式を用いて、残差平均鉛直流の地域性について調べた。雲頻度の減少が見られた地域で、下降流が卓越することが分かった。この結果は、成層圏の残差平均流の水平分布が雲の水平分布に影響を与える可能性を示している。この研究成果について、Journal of Geophysical ReseIrchに論文を投稿済みである。オーストラリア南極局から提供された、南極Davis基地での観測データを用いた極中間圏雲(PMC)と温度移流の関係についての解析を行った。温度風の関係を用いて、水平風の鉛直プロファイルからの温度移流の推定を試みた。輝度の高いPMCが出現している時、水平温度移流による冷却率が、平年値と比べて、2倍程度大きくなっていることが明らかになった。この研究成果と咋年度までのDavis基地の観測に基づく研究を総合した論文を、現在準備中である。南極昭和基地大型大気レーダー(PANSYレーダー)は、2012年4月末より連続観測が行われている。この初期観測の成果は、Journal of Atmosphere and Solar-Terrestrial Physicsに出版さねている。報告者は初期観測データの解析の一部を担当した。これまでの博士課程で得られた研究成果を総合して、博士論文としてまとめた。

利用卫星云观测数据，我们对平流层突然变暖（SSW）期间云出现的频率进行了数据分析。结果，我们发现SSW期间对流层上层云的频率降低。当剩余平均下降气流从极地平流层下层到对流层上层加强时，云频率的下降非常显着。此时，在极地对流层上部观察到温度和静态稳定性的增加以及对流层顶的减少。这些SSW后的波动可以通过剩余平均下降流的加强来解释。此外，我们利用最近提出的三维剩余平均流理论公式研究了剩余平均垂直流的区域特征。结果发现，在观察到云频率减少的地区，下沉气流占主导地位。这一结果表明，平流层残余平均流量的水平分布可能会影响云的水平分布。有关这项研究成果的论文已提交给《地球物理研究杂志》。我们利用澳大利亚南极分部提供的南极戴维斯站观测数据分析了极地中层云（PMC）与温度平流之间的关系。我们尝试利用温度-风关系从水平风的垂直剖面来估计温度平流。很明显，当高亮度的PMC出现时，由于水平温度平流引起的冷却速率大约是正常值的两倍。我们目前正在准备一篇论文，综合了这项研究的结果和基于 20 世纪 90 年代戴维斯站观测的研究结果。南极昭和站大型大气雷达（PANSY雷达）自2012年4月下旬以来一直在进行连续观测。这一初步观测的结果尚未发表在《大气与日地物理学杂志》上。演示者负责对初始观测数据的部分分析。我综合了迄今为止在博士课程中获得的研究成果，并将其汇编成博士论文。