2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25247075
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐藤 薫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90251496)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 憲彦 慶應義塾大学, 法学部, 講師 (10402538)
木下 武也 独立行政法人情報通信研究機構, 総合データシステム研究開発室, 主任研究員 (20648638)
渡辺 真吾 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, ユニットリーダー (50371745)
三浦 裕亮 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70415991)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重力波 / ロスビー波 / 物質循環 / 成層圏 / 中間圏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず、本研究課題の中心となる3次元残差循環と波活動度フラックスに関するロスビー波・重力波統一理論を論文にまとめた。また、時間平均からのずれとして取り出すことが出来ない定在波の残差循環への寄与については、ヒルベルト変換を拡張し、これを用いることで解析できることを示した。これは、擾乱を平均風からのずれと考えるのではなく、擾乱が感じる平均場という逆転の発想により可能となる手法である。これを例として重力波解像気候モデルデータへ適用し、成層圏と中間圏の残差循環の3次元解析を行った。次に、国際重力波研究プロジェクトに参加し、重力波の運動量フラックスの全球分布に関する論文を出版した。本研究グループの重力波解像気候モデルによる重力波分布は、最新の高解像衛星観測データの結果と整合的であり、通常の気候予測モデルに用いられている重力波パラメタリゼーションにはいくつかの問題があることが示された。たとえば、夏の極域でのパラメータ化された重力波は強すぎること、冬季高緯度域においては、地形性重力波といえど水平伝播が無視できず、極夜ジェットに向かう傾向があることが明らかとなった。また、重力波の起源に関する研究としては、日変化する境界層から慣性重力波が放射されること、それが慣性周期が1日となる緯度30度では、共鳴がおきて放射される重力波の振幅が大きくなることなどを示すことができた。これらの成果は5編の論文として米国気象学会の学術誌等に出版した。
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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
研究実績の概要に記したように、本研究の基盤となる3次元理論とそれを用いた解析手法に関する論文を計3編を出版することができた。また、解析手法に関する論文では、重力波解像モデルデータを用いて、適用例を示すことができただけでなく、成層圏や中間圏の物質循環には明らかに３次元的な構造があることを示すことができた。また、参加した国際重力波研究プロジェクトでは、重力波の分布には大きな季節変化があり、緯度経度依存性が大きいことが明確化され、本研究による中層大気大循環の3次元性の構造解明の重要性が改めて浮き彫りとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度確立した定常を仮定した推定法を再解析データに適用し残差循環の3次元構造の解析を進める。特に衛星観測による雲データを用いて、成層圏物質循環（ブリュワードブソン循環）の3次元構造と上部対流圏・下部成層圏雲の消長の水平分布の対応を調べる。
重力波解像気候モデルを用いて、解析の進んでいない1日周期の重力波解析を進め、電離圏等で観測される潮汐波とのつながりを明らかにするとともに、帯域での重力波強制の季節変化に関係するはずの赤道成層圏半年周期振動の重力波フィルタリング効果を解析する。また、ジェット気流等から放射される非地形性重力波の理論研究を進め、特異摂動法の 1 つであるくりこみ群の方法を用いた重力波放射とジェットへのフィードバックを記述する理論を構築する。
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