| Project/Area Number |
21K03665
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
端野 典平 高知工科大学, 理工学群, 教授 (10766520)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 雲の形態 / 混合相層状雲 / 水平風の鉛直シア / 浮力 / MOSAiC観測 / 境界層 / 混合相 / 層積雲 / 北極 / 雲物理 / 乱流 / 数値実験 / 雲降水 / 高解像度数値実験 |
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| Outline of Research at the Start |
北極圏では０度以下の気温において液体の雲粒子と氷の粒子が混在している雲（混合相の雲）がよく観測される。この雲は地表面付近に存在することが多く、赤外放射により地表面を暖める役割があり、海氷の形成を考える上で重要である。しかし雲粒の核となるエアロゾル粒子の数や性質に大きく依存するとされ、また雲内の上昇流、下降流の空間的広がりが小さいため、気象や気候モデルで再現することは容易ではない。本研究では夏期の北極を想定し、風の高さ方向の分布がどのように混合相の雲に影響を与えるか、数値モデルを用いて調査する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はObukohov長の計算方法の検証と下層ジェットの事例解析を行った。Obukohov長は浮力の効果が水平風の鉛直シアの効果より大きくなる高度である。本研究では瞬間値であるラジオゾンデの観測からObukohov長を推定している（バルク法）。２地点の時系列データを用いた方法と比較したところ、両手法とも、安定な場合におけるロール状が卓越し、セル状はロール状よりも少ない結果となった。バルク法はセル状の判定を過大評価することがわかり、適用には注意が必要である。
上記の判定手法によりロール状と判定された長寿命の混合相層状雲について、再解析データERA5と衛星データを用い、事例解析を行った。再解析データはゾンデデータに比べて水蒸気量を過小評価するが、風速・風向、気温や温位に関してはよい一致がみられた。強風域では安定度が中立の層が浅く存在しており、強風により乱流が生成されていることと対応していると考えられる。衛星プロダクトにより、過冷却水滴が強風に沿って分布しているのみならず、低気圧の中心付近の低温域にて分布することがわかった。
本研究プロジェクトの期間で得られた成果は以下である。1) 観測実験のデータベースから、長寿命の混合相層状雲を抽出し、境界層パラメータを計算するプログラムを作成した。2) 既往研究の雲の形態の指標に基づいて長寿命事例を判別した結果、ロール状の雲のほうがセル状よりも雲氷鉛直積算量と雲水・雲氷鉛直積算量の比が大きくなる傾向が確認された。これは本研究の仮説である、ロール状の雲のほうが混合相になりやすいということと一致する。3) 下層ジェットは水平風速の鉛直分布の変動成分として重要であり、衛星観測により過冷却水滴の分布が広く確認された。
今後は、雲頂における冷却、結合状態、下層ジェットの有無等を考慮した、北極の下層雲のための指標を検討する必要がある。
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