2021 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of dynamical coupling processes in the middle atmosphere and establishment of the accurate general circulation picture
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20H01973
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
廣岡 俊彦 九州大学, 理学研究院, 教授 (90253393)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河谷 芳雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 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, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), センター長代理 (50371745)
江口 菜穂 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50378907)
岩尾 航希 熊本高等専門学校, リベラルアーツ系理数グループ, 准教授 (80396944)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 気象学 / 中層大気 / 大気大循環 / 再解析データ / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題2年目に当たる2021年度は以下の4項目の研究成果を挙げることができた。
(1)気象庁の新しい再解析データJRA-3Qのサンプルデータを入手し、他の既存の再解析データとの比較を行った。その結果、特に赤道域中層大気において精度が優れていることがわかった。このような特徴のJRA-3Qを用いて、赤道域成層圏界面付近の半年周期振動現象(SSAO)と北半球冬季に発生する成層圏突然昇温現象との関係を調べ、突然昇温発生時にはSSAOの東風位相の振幅が増幅されることを示した。
(2)再解析データおよび衛星観測データを用いて、2019年9月に南半球で発生した成層圏突然昇温現象の生起機構について詳細に調べ、結果を2002年の事例や北半球の事例との比較を行い、成果を学術論文に発表した。並行して、熱帯域の積雲対流活動と成層圏内の微量気体成分の変動に関する解析を実施した。
(3)南半球の成層圏突然昇温現象が春季に観測される要因について、再解析データMERRA-2及びERA5を用いて調べ、気候モデルMIROC6を用いて成層圏オゾンによる加熱効果に着目した数値実験を設計し、予備実験を行った。
(4)気象庁長期再解析データJRA-55を用いて、北半球冬季における成層圏から対流圏へのプラネタリー波の下方伝播について解析を行い、0度から西経135度の西半球の経度帯で下方伝播が起こりやすく、さらにその経度帯中に二つの極大域があることを明らかにした。また、下方伝播事例のいくつかは、成層圏突然昇温の発生と関連していた。上記の解析結果を踏まえて気候モデルMIROC6の成層圏突然昇温シグナルの下方伝播の再現性を向上させるためのアンサンブル再予報実験の設計を行い、2009年1月の大昇温を対象とした実験を実施した。
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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
気象庁の新しい再解析データJRA-3Qのサンプルデータを入手し、精度を確認した上で、赤道域成層圏界面付近の半年周期振動現象と北半球冬季に発生する成層圏突然昇温現象との関係についての解析を行うことができた。また、2019年9月に南半球で生じた成層圏突然昇温現象の生起機構や熱帯域の積雲対流活動への影響、成層圏内の微量気体成分の変動についても解析を進めた。さらに、北半球陶器における成層圏から対流圏へのプラネタリー波の下方伝播に関しても研究が進展した。これらの成果を、学術論文や国内外の研究集会で発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、2021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。
(1)2022年度中に、気象庁の新しい再解析データJRA-3Qが正式に公開される予定なので、直ちに入手し、温度場、風の場、等圧面高度場の基本物理量に加え、残差平均子午面流、EPフラックス、波活動度フラックスなどの高度物理量について、日平均値、月平均値を、帯状平均、波動成分に分けて計算する。従来の再解析データ及び衛星観測データの結果と比較し、差異を評価する。
(2)衛星観測データのupdateと、再解析データと同様の物理量の計算を行う。同時にオゾン、水蒸気などの微量成分場についても同様の成分に分けて計算する。
(3)オゾン場が予測可能な大気大循環モデルを用いて、オゾンと力学場の相互作用を含む場合と含まない場合について感度実験を行い、オゾン加熱の影響を明らかにする。
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