| 研究課題/領域番号 |
06640563
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
気象・海洋物理・陸水学
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
須田 不二夫 (1995) 東海大学, 教養学部, 教授 (50138640)
三村 和男 (1994) 東海大学, 教養学部, 助教授 (70200110)
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| 研究分担者 |
新田 尚 東海大学, 教養学部, 教授 (30256185)
三村 和男 東海大学, 教養学部, 助教授 (70200110)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1995年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1994年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 地球流体力学 / 非線形力学 / 回転x槽実験 / 波動-平均流相互作用 / 成層圏突然昇温 / 極渦反転 / 惑星波動 / ロスビー波 / 惑星流体力学 / 非線形力学系 / 回転水槽実験 / 極渦 / 自然循環ループ / 画像解析 |
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| 研究概要 |
成層圏突然昇温現象とは、温度の上昇のみならず、冬季の西風極渦が突然夏型の東風極渦に反転するという現象を伴っている。そして、この現象の基本的なシナリオは、現在、成層圏を伝播するロスビー波束を使って、「熱的ではなく、力学的に、」、描かれている。従って、この現象は、「成層圏突然極渦反転」と呼ばれても悪くない。
ところで、惑星規模の大気波動にとっては、典型的な「波動-平均流相互作用」の前提になっている「局所平面波近似」が成り立つとは限らない。このような強い非線形相互作用のもとでは、「どんな経過で」、「どのような範囲で」、「どれだけの強さの」、極渦反転が起こるのであろうか。この疑問に答えるために、上記のシナリオをさらに単純化し、西風極渦中の半球規模の定常ロスビー波動の振る舞を模試できる、新しいタイプの回転水槽実験装置を製作した。
我々の実験では、回転水槽中心部を極、水槽周辺部を赤道帯に対応させている。この装置を使って、定常ロスビー波動の励起、水平伝播、さらには初期西風極渦の反転、の全過程を模試する事に成功した。
この室内実験の結果、最終的な極渦反転の範囲と強さは、初期西風極渦の強さに依存することが解った。また、速度場解析により、反転にいたる過程が明らかになった。
最後に、この実験に対応した、球面バロトロピックモデルを使用して、初期西風極渦の強さにみならず、赤道帯で励起されるロスビー波動の強制の強さや東西波数を変化させて、極渦反転の起こる過程を数値実験的に調査した。この数値実験の結果、強い東風極渦と共存し易いいくつかの波動パターンが存在することが解った。
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