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Study for sources of gravity wave over the Southern Andes and the Antarctic Peninsula

Research Project

Project/Area Number 19K23465
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0204:Astronomy, earth and planetary science, and related fields
Research InstitutionKyushu University (2020)
National Institute of Polar Research (2019)

Principal Investigator

木暮 優  九州大学, 理学研究院, 学術研究員 (10846786)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords大気重力波 / 2次波 / アンデス山脈 / 南半球 / 成層圏突然昇温 / 2次波 / 衛星観測 / 中層大気 / 南米
Outline of Research at the Start

大気重力波(以下、重力波)と呼ばれる現象は、運動量を鉛直上向きに輸送する役割を持ち中層大気(高度10-100 km)の気温や循環に影響を与える。南米南部から南極半島は、最も重力波活動が高い領域であることが知られており、重力波の運動量輸送も活発な地域である。本研究の目的は南米南部・南極半島の中層大気上部(高度70-100 km)の重力波の発生源を理解することである。2つの衛星観測(Aqua/AIRS、Suomi NPP/VIIRS)から中層大気下部・上部の重力波を捉え、再解析データを用いて中層大気上部の重力波の発生源を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

去年度まで進めてきた『南部アンデス山脈上空の山岳波が作り出す2次波の観測研究』は、2020年8月に論文がGeophysical Research Lettersに受理され、出版された。また、同時並行で進めていた『南半球突然昇温に伴う大気重力波の変動の研究』に関しては、2021年4月に論文がGeophysical Research Lettersに受理され、出版された。以下、『南半球突然昇温に伴う大気重力波の変動の研究』の研究成果の概要を説明する(前者の論文は去年度報告した通りである)。
2019年8月30日前後に南半球で突然昇温が発生した。この突然昇温に伴い、成層圏の西風が100 m/s程減速し、約高度40 kmでは東風に変わった。この劇的な風速の変化により、成層圏中部(約高度30 km)から中間圏中部(約高度70 km)まで大気重力波の振幅が1桁近く減少していることが、GEOS-FP(NASA/GSFCの全球モデル)の再解析データから明らかになった。複数の衛星観測(AIRS, AIM)もモデルの解析結果を支持する結果となった。
大気重力波の振幅減衰は、風向が西から東へ変化したことにより成層圏下部(約高度20 km)までしか波が伝播できなくなったためと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の研究目的『南部アンデス山脈上空の山岳波とその山岳波が作り出す2次波を衛星観測(Aqua/AIRS、VIIRS/Suomi NPP)』は既に達せられた。また、当初の研究計画になかった『南半球突然昇温に伴う大気重力波の変動の研究』に関しても、去年度の報告で設定した目標は達成した。
上記の理由により、計画以上の成果を出している。

Strategy for Future Research Activity

これまでの2つの研究結果を組み合わせ、成層圏突然昇温時の熱圏/電離圏の2次波について研究する予定である。我々の研究結果から、成層圏突然昇温により、大気重力波の砕波高度は通常時より下降することが予想される。このため、2次波が発生する高度も通常時より下降すると考えられる。この下降により熱圏/電離圏も影響があると予想される。今後も、NASA/GSFCの研究者と協力して研究を行っていく予定である。
また、地上観測からも2次波の研究を行う予定である。

Report

(2 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(9 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] NASA/GSFC/NorthWest Research Associates/Catholic University of America(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Forschungszentrum Julich(ドイツ)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] NASA/GSFC/NWRA(米国)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Gravity Wave Weakening During the 2019 Antarctic Stratospheric Sudden Warming2021

    • Author(s)
      Kogure Masaru、Yue Jia、Liu Huixin
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 48

    • DOI

      10.1029/2021gl092537

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First Direct Observational Evidence for Secondary Gravity Waves Generated by Mountain Waves Over the Andes2020

    • Author(s)
      Kogure Masaru、Yue Jia、Nakamura Takuji、Hoffmann Lars、Vadas Sharon L.、Tomikawa Yoshihiro、Ejiri Mitsumu K.、Janches Diego
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 47

    • DOI

      10.1029/2020gl088845

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The 2019 Antarctic Stratospheric Sudden Warming effect on Gravity Wave in the Middle Atmosphere2021

    • Author(s)
      木暮 優、Yue Jia、Liu Huixin
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Observation of secondary gravity waves over the Southern Andes during an intense mountain wave event.2020

    • Author(s)
      *木暮 優、Yue Jia、中村 卓司、Hoffmann Lars、Vadas Sharon、冨川 喜弘、江尻 省、Janches Diego
    • Organizer
      JpGU-AGU joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Antarctic gravity wave variations during the 2019 stratospheric sudden warming in GEOS-52020

    • Author(s)
      Masaru Kogure, Jia Yue, Huixin Liu
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of secondary gravity waves over the Southern Andes during an intense mountain wave event.2020

    • Author(s)
      木暮 優
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-09-03   Modified: 2021-12-27  

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