| Project/Area Number |
23K22563
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| Project/Area Number (Other) |
22H01292 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 尚 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10251406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 正人 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (00749179)
岡島 悟 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (10881964)
高谷 康太郎 京都産業大学, 理学部, 教授 (60392966)
田口 文明 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (80435841)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 移動性高低気圧 / ジェット気流渦 / 渦と平均流相互作用 / 極性別評価 / 環状モード変動 / ジェット気流 / 移動性高気圧 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，波動擾乱とその背景場との相互作用を定量的に評価可能なものの高・低気圧を別個に扱えない「オイラー的統計手法」，逆に高・低気圧の別個の記述は可能だが相互作用の定量的評価が困難な「ラグランジュ的追跡法」とを世界で初めて融合させた申請者らの斬新な解析手法を駆使し，大気波動擾乱と偏西風の相互作用の理解を格段に深化させるものである．この新手法は偏西風の強い上層でも個々の高・低気圧性渦を同定可能なため，地表から対流圏上層まで波動擾乱の活動度，熱・運動量輸送，波束伝播，背景場へのフィードバック，エネルギー変換などについて，高・低気圧渦からの寄与を初めて分離し，各々3次元的な評価を初めて行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 従来の「オイラー的統計手法」に基づく種々の力学診断法，即ち波動擾乱の活動度や熱・運動量輸送，波束伝播を表す波活動度flux，背景場とのエネルギー変換等の3次元的評価に申請者らの新手法を適用し，高・低気圧性渦からの極性別の寄与に関する新らたな基本的知見を導き，その成果論文を国際学術誌に発表した。新手法に対する批判的コメントが掲載されたが，それは極めて非現実的な状況における評価によるもので，より現実的な状況では全く問題無いとの明解な反駁コメントを掲載した。
②中緯度海洋前線帯に新手法を適用し，移動性高気圧に伴って暖流からの蒸発が特に活発で，この水蒸気が低気圧性渦に輸送されて活発な降水を賄うという水循環の定量的評価に初めて成功し，この成果を国際学術誌に発表した。
③ 北太平洋域では移動性擾乱活動が偏西風強度最大となる真冬に却って抑制されるという季節変化が特徴的である。「傾圧不安定理論」と矛盾するこの特異な擾乱活動の季節性の要因を解明すべく，申請者らの新手法により高・低気圧からの寄与を分離したところ，低気圧の頻度は真冬に最大となるのに対し，真冬に頻度が極小となるのは従来看過されてきた移動性高気圧であり，その形成が真冬の日本海で強く抑制されること，さらに背景場から高気圧性渦への正味のエネルギー変換が真冬に負になることを突き止めた。これらの成果論文を国際学術誌に発表した。
④ 北太平洋域の移動性擾乱活動の極大に寄与する「南岸低気圧」の活動が早春に最大化する要因を探究したところ，チベット高原の日射加熱の増大への応答として，中国南部沿岸から東シナ海にかけて下層の西風ジェットが季節的に強化されることで，低気圧の発生・発達に適した場が掲載されることを突き止めた。この成果論文は間もなく国際学術誌に掲載予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
従来の「オイラー的統計手法」に基づく種々の力学診断法，即ち波動擾乱の活動度や熱・運動量輸送，波束伝播を表す波活動度flux，背景場とのエネルギー変換等の3次元的評価に申請者らの新手法を適用して得られた新らたな知見に関する論文を予定通り国際学術誌に発表できた。また，新解析手法に基づき，北太平洋域での移動性擾乱活動の特異な季節性のメカニズムについても従来看過されてきた移動性高気圧の本質的な寄与を見出し，その成果論文を国際学術誌に発表できた。さらに，中緯度海洋前線帯に新手法を適用し，移動性高気圧に伴う暖流からの蒸発から降水の活発な低気圧性渦への水蒸気輸送の定量的評価に初めて成功し，その成果論文を国際学術誌に発表できた。一方，「南岸低気圧」の活動が早春に最大化する要因も突き止め，その成果論文が受理された。但し，嘗ての投稿論文の査読者から新手法に関する疑義が呈され，その批判的コメントが国際学術誌に掲載されたが，結局その批判コメントは極めて非現実的な状況における評価に基づくもので，より現実的な状況では全く問題無いとの明解な反駁コメントを掲載できたものの，その対応に時間を要したため，追加の論文投稿がやや遅れ気味である。
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| Strategy for Future Research Activity |
全球大気モデル実験のデータや観測データに本研究の新手法を適用し，南半球中緯度全域で波動擾乱の活動が一斉に強弱を繰り返す「傾圧環状モード変動（BAM）」において，移動性高気圧・低気圧からの寄与の相対的重要性を初めて評価して，そのメカニズムの解明を目指す。同様に，渦駆動の亜寒帯ジェット気流の南北変位を伴う卓越変動「環状モード変動（北極・南極振動）」において，移動性波動擾乱からのフィードバック強制における高気圧性・低気圧性渦からの寄与の相対的重要性を初めて評価し，新たな知見を得る。その他，ブロッキング高気圧の形成・維持における移動性高気圧・低気圧からの寄与の相対的重要性を初めて評価するとともに，海洋のジェットと渦との相互作用に対しても新手法の適用を進める。
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