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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Formation mechanisms of general circulations and minor constituent changes in the mesosphere and the lower thermosphere

Research Project

Project/Area Number 16H04052
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

廣岡 俊彦  九州大学, 理学研究院, 教授 (90253393)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河谷 芳雄  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 統合的気候変動予測研究分野, 主任研究員 (00392960)
渡辺 真吾  国立研究開発法人海洋研究開発機構, シームレス環境予測研究分野, 分野長 (50371745)
江口 菜穂  九州大学, 応用力学研究所, 助教 (50378907)
岩尾 航希  熊本高等専門学校, 共通教育科(八代キャンパス), 准教授 (80396944)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords気象学 / 中間圏 / 下部熱圏 / 大気大循環 / 大気波動
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題2年目に当たる平成29年度も、衛星データと再解析データを用い、引き続き、成層圏・中間圏・下部熱圏領域について、北半球冬季の循環場とプラネタリー波の構造を詳細に解析した。まず、プラネタリー波を、停滞性成分と移動性成分に分離して、それぞれの出現特性を調べた。移動性成分は、上部成層圏から中間圏にかけての高緯度域で生成され、その領域の東西風の構造から、不安定の必要条件を満たしていた。特に中間圏では、この移動性のプラネタリー波が子午面循環形成に強く寄与していることがわかった。次に、5種類の再解析データにおける成層圏大規模循環場と温度場の再現性を、MLS衛星データを用いて検証するとともに、各再解析間の類似点・相違点を調査した。再解析間相違は、東西風に関しては赤道域の成層圏から中間圏にかけて大きいが、温度場には緯度依存性が小さいことが判明した。成層圏から中間圏にかけての半年周期振動(SAO)の再現性には再解析間で大きな違いが見られた。

一方、事例解析では、2011年11月下旬に発生した中間圏の亜熱帯および極域の西風ジェットの強化(ダブルジェットイベント)の成因に関して、衛星観測データを用いて詳細な解析を行った。その結果、下層からの大規模波および中間圏内での不安定波の影響ではなく、より小規模な波の影響が重要であることが示唆された。観測結果を検証するため、ダブルジェットイベントの再現実験に着手した。また、2016年に生じた赤道域準二年周期振動(QBO)の東西風位相変化の特異性に関し、力学場と、オゾンや塩化水素などの大気微量成分変動の詳細な解析を進めた。さらに、中間圏・下部熱圏を含む標準解像度および高解像度の大気大循環モデルを用いて、2016年に観測された特異な成層圏QBOの再現実験とメカニズムの解明に成功し、成果をまとめ論文発表を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

衛星データと再解析データを用いた詳細な解析で、移動性プラネタリー波の特性が明らかとなった。また、2011年の中間圏ダブルジェットイベントについて、衛星データに基づく解析を進め、大気大循環モデルによる数値実験に着手できた。さらに、2016年のQBOの特異な東西風位相変化の再現実験とメカニズムの解明に成功し、それに伴う微量成分変動の解析が進展した。上記の成果を学術論文や国内外の研究集会で発表することができた。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度に得られた成果に基づき、以下の項目を中心に研究を進める。
・中間圏冬季に見られる移動性の大規模波動に関する形成機構の解明をさらに進める。
・2011年の中間圏ダブルジェットイベントについて数値実験を進め、観測結果と比較する。
・2016年におけるQBOの特異な東西風位相変化に関し、微量成分変動と力学場の関係を明らかにする。
・2018年2月に生じた大規模突然昇温の解析を行う。

  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 6 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ストックホルム大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      ストックホルム大学
  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      オックスフォード大学
  • [Journal Article] First successful hindcasts of the 2016 disruption of the stratospheric quasi-biennial oscillation2018

    • Author(s)
      S. Watanabe, K. Hamilton, S. Osprey, Y. Kawtani, E. Nishimoto
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 45 Pages: 1,602-1,610

    • DOI

      10.1002/2017GL076406

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会の報告2018

    • Author(s)
      廣岡俊彦, 伊藤耕介, 小守信正, 山口春季, 江口菜穂, 野口峻佑, 竹村和人, 釜江陽一, 榎本剛
    • Journal Title

      天気

      Volume: 65 Pages: 194-199

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 2016年のQBO異常に伴う力学場と大気微量成分の変動2018

    • Author(s)
      加藤諒一, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Journal Title

      平成29年度「異常気象と長期変動」研究集会報告

      Volume: - Pages: 64-67

    • Open Access
  • [Journal Article] 北半球冬季対流圏上層における東西波数2増幅事例の時間発展とその成層圏循環への影響2018

    • Author(s)
      原田やよい, 廣岡俊彦
    • Journal Title

      平成29年度「異常気象と長期変動」研究集会報告

      Volume: - Pages: 87-94

    • Open Access
  • [Journal Article] 重力波解像モデルを用いた中層大気大循環の研究-2017年度日本気象学会賞受賞記念講演2018

    • Author(s)
      渡辺真吾・河谷芳雄
    • Journal Title

      天気

      Volume: 65 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extraordinary features of the planetary wave propagation during the boreal winter 2013/2014 and the zonal wave number two predominance2017

    • Author(s)
      Y. Harada, T. Hirooka
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 122 Pages: 11,374-11,387

    • DOI

      10.1002/2017JD027053

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 国際オゾンシンポジウム2016報告2017

    • Author(s)
      柴﨑和夫, 中島英彰, 杉田考史, 大山博史, 荻野慎也, 金谷有剛, 須藤健悟, 秋吉英治, 出牛 真, 中野辰美, 水野 亮, 長濱智生, 山下陽介, 塩谷雅人, 辻 健太郎, 廣岡俊彦
    • Journal Title

      天気

      Volume: 64 Pages: 430-441

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Major sudden stratospheric warming events and the north Atlantic eddy driven jet for 1958-2014 winters2017

    • Author(s)
      W. Iqbal, A. Hannachi, T. Hirooka
    • Organizer
      EGU General Assembly 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamical and minor constituent changes related to the anomalous QBO appearance in 20162017

    • Author(s)
      T. Hirooka, R. Kato, N. Eguchi
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A three-week total ozone reduction over Rio Gallegos in Argentina in November 2009 and its relation to blocking in the troposphere2017

    • Author(s)
      H. Akiyoshi, M. Kadowaki, H. Nakamura, T. Sugita, Y. Harada, T. Hirooka, A. Mizuno
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impacts of mesospheric westerly-jet instability on the middle and lower atmosphere2017

    • Author(s)
      N. Eguchi, K. Kodera, T. Hirooka
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2016年のQBO異常に伴う力学場と大気微量成分の変動.2017

    • Author(s)
      加藤諒一, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      日本気象学会2017年度春季大会
  • [Presentation] A three-week total ozone reduction over Rio Gallegos in Argentina in November 2009 and its relation to planetary wave activity in the stratosphere and blocking in the troposphere2017

    • Author(s)
      H. Akiyoshi, M. Kadowaki, H. Nakamura, T. Sugita, Y. Harada, T. Hirooka, A. Mizuno
    • Organizer
      The fifth Chemistry-Climate Model Initiative (CCMI) Science Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 再解析間比較に基づく赤道域中層大気の東西風観測の重要性2017

    • Author(s)
      河谷芳雄
    • Organizer
      SMILES-2サイエンスワークショップ
  • [Presentation] Climatological structure of planetary waves and mean flows in the Northern Hemisphere middle atmosphere during winter2017

    • Author(s)
      K. Iwao, T. Hirooka
    • Organizer
      2017 Joint IAPSO-IAMAS-IAGA Assembly
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamical Features and Minor Constituent Changes Related to the Anomalous QBO Phase Transition in 20162017

    • Author(s)
      T. Hirooka, R. Kato, N. Eguchi
    • Organizer
      2017 Joint IAPSO-IAMAS-IAGA Assembly
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衛星データに見られる成層圏突然昇温と成層圏・中間圏・下部熱圏の大気循環2017

    • Author(s)
      岩尾航希,廣岡俊彦
    • Organizer
      MTI研究集会
    • Invited
  • [Presentation] Minor constituent changes related to the anomalous QBO phase transition in 20162017

    • Author(s)
      T. Hirooka, R. Kato, N. Eguchi
    • Organizer
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Time evolution of wave amplification events of the upper-tropospheric zonal wavenumber two and its influence on the stratospheric circulation during the boreal winter2017

    • Author(s)
      Y. Harada, T. Hirooka
    • Organizer
      SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) 2017 Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatology and variability of the semiannual oscillation and the related tropical circulation2017

    • Author(s)
      T. Hirooka, Y. Kawatani
    • Organizer
      SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) 2017 Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南米におけるオゾン全量低下と南極渦の移動、プラネタリー波、およびブロッキングとの関係について2017

    • Author(s)
      秋吉英治, 門脇正尚, 中村東奈, 杉田考史, 原田やよい, 廣岡俊彦, 水野亮
    • Organizer
      日本気象学会2017年度秋季大会
  • [Presentation] 南極域におけるオゾン変動と力学場の関係Ⅱ2017

    • Author(s)
      劉光宇, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      日本気象学会2017年度秋季大会
  • [Presentation] 2016年のQBO異常に伴う力学場と大気微量成分の変動2017

    • Author(s)
      加藤諒一, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
  • [Presentation] 北半球冬季対流圏上層における東西波数2増幅事例の時間発展とその成層圏循環への影響2017

    • Author(s)
      原田やよい, 廣岡俊彦
    • Organizer
      「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
  • [Presentation] Climatology and variability of the semiannual oscillation and the related tropical circulation2017

    • Author(s)
      T. Hirooka, Y. Kawatani
    • Organizer
      8th Symposium on Polar Science
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 九州大学研究者情報 廣岡俊彦

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K000733/index.html

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-06-10  

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