大気中の運動・熱エネルギー・プロファイルの精密なレーダー観測に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640570
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 津田 敏隆 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (30115886)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 卓司 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (40217857)
• Keywords: 大気観測用レーダー / RASS(Radio Acoustic Sounding System) / 顕熱・潜熱エネルギー / 力学エネルギー / 電波屈折率 / 対流圏 / 中層大気 / 大気重力波

Research Abstract

本研究では、特に対流圏における運動・熱エネルギーの発生過程、ならびに中層大気中でのエネルギーの上方輸送に着目し、京都大学・超高層電波研究センターが運用するMUレーダーを活用した新しい観測技術を駆使して、運動・熱エネルギーを定量的に測定し、異なる大気層間の結合過程を明らかにすることを研究目的とした。
本年度は、特に対流圏における運動・熱エネルギーの発生過程に着目し、京都大学・超高層電波研究センターが運用するMUレーダーを活用して、新しい大気観測技術を開発し、熱エネルギーを定量的に測定することを研究目的とした。
とりわけ、対流圏下部で重要である潜熱フラックスの測定法について検討を行った。このためには、まず水蒸気混合比(湿度)を高い時間分解能で測定する必要がある。MUレーダーで受信される大気乱流による散乱エコー強度は、大気の電波屈折率の高度勾配に大きく関与している。ここで、屈折率勾配は一般に大気密度・温度傾度・湿度傾度によって定まるが、ラジオゾンデ観測により下部対流圏では湿度傾度が最も卓越した項であることが分かっている。したがって、エコー強度と湿度の高度微係数が関係付けられ、適切に境界条件を設定してこの関係式を高度について積分すれは、エコー強度から湿度プロファイルを導出できることが明らかになった。
将来、潜熱フラックスをレーダーにより連続観測することができるようになれば、力学・熱エネルギーを総合的に解析することができると期待される。
また、本研究では中緯度における特性を主に示したが、研究の過程で赤道域ならびに極域においても同様の観測を実施することが、対流圏・中層大気の力学過程の全貌を理解する上で大変重要であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] T. Tsuda: "A Preliminary Report on Observations of Equatorial Atmosphere Dynamics in Indonesia with Radars and Radiosondes" Journal of Meteorological Society, Japan. 73. 393-406 (1995)
• [Publications] J. Rottger: "Studies of the Polar Middle and Lower Atmosphere by an MST Radar on Svalbard" Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 47. 929-942 (1995)