2016 Fiscal Year Research-status Report
中層大気上部の重力波活動及びそれに伴う大気大循環の3次元構造の解明
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15K21673
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
木下 武也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 大気海洋相互作用研究分野, 研究員 (20648638)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大気重力波 / 潮汐波 / 大気力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、対流圏や成層圏に比べ観測領域や分解能が乏しく、未解明な現象が多い中間圏から下部熱圏における重力波活動に伴う循環場の3次元構造を明らかにすべく研究を進めている。今年度は昨年度に引き続き、アラスカPoker Flat (65N, 147W)およびTromso (70N, 19E) MF radar 長期観測データ、気象再解析モデルデータを用いてKinoshita et al. (2015) で観測された短周期重力波の運動エネルギーの半日周期成分が半日潮汐波の位相に追随する現象を明らかにすべく解析を行った。その結果、上記の位相追随現象は、2つの地点および夏季と冬季において、それぞれ異なる特徴を持つことがわかった。また冬季において、この位相追随現象が頻繁に生じていることも10年間のコンポジット解析により明らかになった。研究代表者は、以上の結果を論文にまとめるとともに、異なる特徴の成因が成層圏の極渦の構造と重力波のクリティカルレベルによるものと考え、現在共著者と論文の投稿に向け、議論を行っている。
一方で、潮汐を含めた背景場に焦点をあてた重力波活動に伴う背景場の変調に関する研究を進めている。今年度はアラスカPoker Flat MF radar長期観測データを使用し、位相追随現象時における潮汐を含む背景場の振幅の変動を解析するとともに、地球全球大気モデルGAIAデータを使用し、位相追随現象が地球全球で生じているか調べた。得られた結果をまとめ学会にて発表を行った。
最後に、中間圏の波は振幅が大きいため、より正確に波活動を調べるためには有限振幅波においても適用可能な3次元理論の構築が必要であった。申請者は温位座標における波と平均場の相互作用を記述する質量重み付き平均系に着目し、有限振幅波にも適用可能な3次元波活動度フラックスの導出に成功し、結果をまとめ論文化した。
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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
研究代表者は、中間圏の重力波活動及びそれに伴う大気循環の3次元構造を明らかにすべく研究を進めている。今年度は、Poker FlatおよびTromosで観測されている中間圏風速データを用いた研究を進め、論文化に向け共著者と議論を行っている。今年度中の投稿とはならなったが議論を重ねることで、より深い内容の論文として投稿予定である。一方で、3次元理論においては、有限振幅波に適用可能な3次元波活動度フラックスの導出に成功しており、論文化されている。以上の理由より申請者の研究はおおむね順調に進行しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に引き続き潮汐を含めた背景場に焦点をあて、重力波活動に伴う背景場の変調の詳細を明らかにすることを目指す。研究代表者は、昨年度の解析で使用した地球全球大気モデルGAIAデータにおいて、Poker Flat MF radarで観測されている中間圏風速データで見られた位相追随現象が再現されているか調べたところ、振幅は弱いものの追随現象確認した。そこで今後は、風速以外の物理量を用いて、全球における重力波活動と潮汐の関係を太陽同期・非同期成分に着目して調べ、背景場への影響を詳細に解析する。また、Poker FlatおよびTromos MF radar長期観測データを用いた研究結果に対する議論をまとめ論文化を目指す。解析を進めていく中で3次元理論の拡張を行う必要が生じた場合、例えば温位座標における3次元残差流の導出等、観測研究と並行して理論研究も進める予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度中に出版を予定していたPoker FlatおよびTromso MF radar観測データを用いた重力波活動と潮汐のカップリングに関する研究について共著者と議論を重ねた結果、今年度は投稿せず、さらに解析を進めより深い内容の論文として次年度投稿することとなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Poker FlatおよびTromso MF radar 観測データを用いた重力波活動と潮汐のカップリングに関する研究、地球全球大気モデルGAIAデータを使用した全球の重力波活動に関する研究を論文化し出版予定のため出版費用として使用予定である。(投稿料、別刷り印刷代：その他)
国内学会および国際学会において研究成果を発表し、他の研究者と議論を行い、最新の研究情報を得るため旅費として使用予定である。(旅費、学会参加登録費：その他)
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