衛星データを用いた極成層圏雲の組成推定に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640438
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 林田 佐智子 奈良女子大学, 理学部, 教授 (70180982)
• Keywords: 成層圏オゾン / 極成層圏雲

Research Abstract

改良型大気周縁赤外分光計は、1996年11月から1997年6月までの約8ヶ月間にわたり、両極域において、オゾン、硝酸、水蒸気等の成層圏大気微量成分およびエアロゾルの高度プロファイルを観測した。本研究では、PSCsの組成およびその形成過程を明らかにすることを目的として、ILASによって両極域で観測されたPSCsの解析を行った。PSCsの組成としてSTS、NAD、NAT、iceを考慮し、それぞれの組成の粒子形成時に理論的に期待できる粒子体積および気相中に残存する硝酸量、水蒸気量を計算し、それらをILASデータと比較することで、観測されたPSCsの化学組成を推定した。また、PSCs組成分類を効率的に行える有効な指標を提案した。北極では、PSCs時期の前半はSTS、後半はNAD/NATの観測頻度が高くなることを示された。3月に観測されたPSCイベントは流跡線解析の結果からhomogeneous nucleationによって形成されたものと考えられる。南極では6月上旬に観測されたPSCsのほとんどはSTSに分類されたが、中旬以降はNAD/NATに分類される例が多くなった。NAD/NATと分類されたデータは過飽和度の積算値が他より高い値を示しており、これらの粒子がhomogeneous freezingによって形成されたという可能性が示唆された。さらに、これらの粒子の過飽和度からhomogeneous nucleation rateを計算した。homogeneous nucleation rateから観測時の総粒子生成個数を計算し、ILASの硝酸データと推定硝酸全量との差から計算した理論体積と粒子個数から粒子半径を見積もったが、その値は実際に観測されているPSCsの粒子半径より数桁大きいものとなった。このことは、現在知られているPSCs形成理論のみでは観測を十分に説明できないということを示している。

Research Products

• [Publications] S.Hayashida, M.Horikawa: "Anti-correlation between the extinction and the Angstrom parameter of the stratospheric aerosol based on the multiple wavelength measurements with SAGEII -as a characteristic of the decay period following major volcanic eruptions"Geophysical Research Letters. 2000GL012826. (2001)
• [Publications] N.Saito, S.Hayashida, Y.Sasano, L.L.Pan: "Characteristics of Arctic polar stratespheric clouds in the winter of 1996/1997 inferred ILAS measurements"J.Geophysical Research. 2001JD000595. (2002)