高分解能・気候モデルの波動解析

• 研究課題/領域番号: 06452083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 正明 東京大学, 気候システム研究センター, 助教授 (70188051)
• 研究分担者: 佐藤 薫 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90251496)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円); 1996年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1995年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1994年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 高分解能気候モデル / 赤道成層圏 / 準2年振動 / n=1西向き赤道重力波 / 東向きの重力波 / Kelvin波 / Rossby-gravity波 / 慣性重力波 / 亜熱帯ジェット / 傾圧波 / 西向き赤道動波 / 動波 / 1 / 5セクター / T106 / 中緯度対流圏

研究概要

高分解能気候モデルを用いた研究として、今年度も2つの方向で研究をおこなった.1つは鉛直差分間隔が500mの高分解能で,全体で60層の大気大循環モデル(GCM)を用いて,赤道下部成層圏の準2年振動(QBO)が再現されたが、これがどのような波動でつくられているか調べてみた.ただし水平分解能はそれほど上げなかった.また幾分か工夫をおこない,4次の水平拡散の大きさを普通の大気大循環モデルで使われているものより,1桁程度小さくした.解析結果は,振動の東風はn=1の西向き赤道重力波が重要な役割をはたしている.これは前にT106の1/5セクターモデルの結果と同様である.さらに中緯度からのRossby波が重要である.また振動の西風はKelvin波と東向きの重力波が引き起こしていることがわかった.これと以前のセクターモデルの結果から西風はKelvin波と東向きの重力波が,また東風はこれまで言われていたRossby-gravity波ではなく,西向き重力波が大事であることを示した.
また水平の分解能T106で鉛直53層の理想的モデル実験(全球水でおおわれた)をおこない,中緯度の重力波についての研究が進みつつある.そのなかに周期20時間、鉛直波長は4km程度の慣性内部重力波の信号がみいだされ、これが実際のMUレーダで検出された慣性重力波と大変よくにた構造をもっていることがわかった.

研究成果

• [文献書誌] M.Takahashi,N.Zhao and T.Kumakura: "Equatorial Waves in a General Circulation Model Simulating a Quasi Biennial Oscillation." J.Meteor.Soc.Japan. in press (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 高橋正明: "気候センターでの成層圏モデリング" Tenki. 43. 468-473 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 石岡圭一・佐藤薫・佐藤正樹・高橋正明・野沢徹・堀之内武・山根省三・余田成男: "第10回大気・海洋の波と安定性に関する研究集会の報告" 天気. 43. 113-118(うち116のみ) (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takahashi,M.: "Simulation of the stratospheric quasi-biennial oscillation using a general circulation model" Geophys.Res.Letters. 23. 661-664 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Zhao,n.and M.Takahashi: "Super-and sub-harmonic responses of tropical Kelvin waves to the heating with a seasonal modulation" J.Meteor.Soc.Japan. 74. 115-123 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Sato,F.Hasegawa,and I.Hirota: "Gravity waves and turbulence associated with cumulus convection observed with the UHF/VHF clear-air Doppler radars." J.Geophys.Res. 100. 7111-7119 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Sato,and T.J.Dunkerton: "Estimates of momentum flux associated with equatorial Kelvin and gravity waves." J.Geophys.Res. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Sato: "Observational Studies of garavity waves associated with convection." Gravity Wave Processes and Their Parameterization in Global Climate Models,NATO ASI Series (in press),
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Takahashi, N.Zhao and T.Kumakura: "Equatorial Waves in a General Circulation Model Simulating a Quasi Biennial Oscillation." J.Meteor. Soc. Japan. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takahashi, M.: "Simulation of the stratospheric quasi-biennial oscillation using a general circulation model" Geophys. Res. Letters. 23. 661-664 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Zhao, N.and M.Takahashi: "Super-and sub-harmonic responses of tropical Kelvin waves to the heating with a seasonal modulation" J.Meteor. Soc. Japan. 74. 115-123 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Sato, F.Hasegawa, and I.Hirota: "Gravity waves and turbulence associated with cumulus convection observed with the UHF/VHF clear-air Doppler radars." J.Geophys. Res.100. 7111-7119 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Sato: "Gravity waves Processes and Their Parameterization in Global Climate Models, NATO ASI Series" Observational studies of gravity waves associated with convection.(in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Sato, and T.J.Dunkerton: "Estimates of momentum flux associated with equatorial Kelvin and gravity waves." J.Geophys. Res.(in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Takahashi: "Stratosperic modeling at CCSR" Tenki. 43. 468-473 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Ishioka, K.Sato, M.Takahashi, etc.: "Simulation of the stratospheric quasi-biennial oscillation using a general circulation model" Tenki. 23. 661-664 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Takahashi,N.Zhao and T.Kumakura: "Equatorial Waves in a General Circulation Model Simulating a Quasi Biennial Oscillation." J.Meteor.Soc.Japan. (in press). (1997)
• [文献書誌] 高橋正明: "気候センターでの成層圏モデリング" Tenki. 43. 468-473 (1996)
• [文献書誌] 石岡圭一・佐藤薫・佐藤正樹・高橋正明・野沢徹・堀之内武・山根省三・余田成男: "第10回大気・海洋の波と安定性に関する研究集会の報告" 天気. 43. 113-118(うち116のみ) (1996)
• [文献書誌] Takahashi,M.: "Simulation of the stratospheric quasi-biennial oscillation using a general circulation model" Geophys.Res.Letters. 23. 661-664 (1996)
• [文献書誌] Zhao,N.and M.Takahashi: "Super-and sub-harmonic responses of tropical Kelvin waves to the heating with a seasonal modulation" J.Meteor.Soc.Japan. 74. 115-123 (1996)
• [文献書誌] K.Sato,F.Hasegawa,and I.Hirota: "Gravity waves and turbulence associated with cumulus convection observed with the UHF/VHF clear-air Doppler radars." J.Geophys.Res.100. 7111-7119 (1995)
• [文献書誌] K.Sato,and T.J.Dunkercon: "Estimated of momentum flux associated with equatorial Kelvin and gravity waves." J.Geophys.Res.(in press).
• [文献書誌] K.Sato: "Observational studies of gravity waves associated with convection." Gravity Wave Processes and Their Parameterization in Global Climate Models,NATO ASI Series, in press
• [文献書誌] Baik,J.-J.and M.Takahashi: "Sensitivity of the GCM-simulated large-scale structures to cumulus parameterizations" J.Mateor.Soc.Japan. 73. 975-991 (1995)
• [文献書誌] Takahashi,M.and T.Kumakura: "Equatorial wave behavior in a three-dimensional model:Relation to the simulated QBO-like oscillation and comparison with a T21 general circulation model" J.Mateor.Soc.Japan. 73. 1011-1027 (1995)
• [文献書誌] Satoh,M.,M.Shiobara and M.Takahashi: "Hardley circulations and their roles in the global angular momentum budget in two-and three-dimensional models" Tellus. 47A. 548-560 (1995)
• [文献書誌] Takahashi,M.: "Simulation of the stratospheric quasi-biennial oscillation using a general circulation model" Geophys.Res.Letters. (in press). (1996)
• [文献書誌] K.Sato and M.Yamada: "Veitical structure of atmospheric gravity waves revealed by the wavelet analysis" J.Geophys.Res.99. 20623-20631 (1994)
• [文献書誌] K.Sato,F.Hasegawa,and I.Hirota: "Short-period disturbances in the equatorial lower stratosphere" J.Meteor.Soc.Japan. 72. 423-432 (1994)
• [文献書誌] Takahashi,M.and M.Shiobara: "A note on a QBO-like oscillation in a 1/5 sector three-dimensional model derived from a GCM." J.Meteor.Soc.Japan. 73. 131-137 (1995)
• [文献書誌] 高橋 正明: "数値実験による準2年振動の研究" 天気. 42. 69-78 (1995)
• [文献書誌] K.Sato: "A statistical study of the structure,saturation and sources of inertio-gravity waves in the lower stratosphere observed with the MU radar." J.Atmos.Terr.Phys.56. 755-774 (1994)
• [文献書誌] K.Sato,F.Hasegawa,and I.Hirota: "Short-period disturbances in the equatorial lower stratosphere." J.Met.Soc.Japan.72. 423-432 (1994)