最先端の南極大型大気レーダーを用いた極中間圏雲と中間圏大気波動の物理の解明

• 研究課題/領域番号: 11J09377
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 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: 高麗 正史 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 極中間圏雲 / 極域中間圏夏季エコー / 極域中間圏冬季エコー / 成層圏突然昇温 / 対流圏界面 / 成層圏対流圏結合 / 極成層圏雲 / 中層大気 / 大気力学 / ブロッキング高気圧 / 捕捉波 / 重力波 / 惑星規模波 / 総観規模波

研究概要

衛星による雲観測データを用いて、成層圏突然昇温(SSW)時の雲出現頻度に注目したデータ解析を行った。その結果、SSW時に対流圏上層の雲頻度が減少することを見出した。このような雲頻度の減少は、極域下部成層圏から上部対流圏において残差平均下降流が強化されているときに、顕著であった。このときには、極域上部対流圏において温度及び静的安定度の上昇、対流圏界面の下降が見られた。これらのSSW後の変動は残差平均下降流の強化で説明できる。さらに、近年提案された3次元残差平均流の理論式を用いて、残差平均鉛直流の地域性について調べた。雲頻度の減少が見られた地域で、下降流が卓越することが分かった。この結果は、成層圏の残差平均流の水平分布が雲の水平分布に影響を与える可能性を示している。この研究成果について、Journal of Geophysical ReseIrchに論文を投稿済みである。
オーストラリア南極局から提供された、南極Davis基地での観測データを用いた極中間圏雲(PMC)と温度移流の関係についての解析を行った。温度風の関係を用いて、水平風の鉛直プロファイルからの温度移流の推定を試みた。輝度の高いPMCが出現している時、水平温度移流による冷却率が、平年値と比べて、2倍程度大きくなっていることが明らかになった。この研究成果と咋年度までのDavis基地の観測に基づく研究を総合した論文を、現在準備中である。
南極昭和基地大型大気レーダー(PANSYレーダー)は、2012年4月末より連続観測が行われている。この初期観測の成果は、Journal of Atmosphere and Solar-Terrestrial Physicsに出版さねている。報告者は初期観測データの解析の一部を担当した。
これまでの博士課程で得られた研究成果を総合して、博士論文としてまとめた。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

研究成果

• [雑誌論文] Program of the Antarctic Syowa MST/IS radar (PANSY) (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Tsutsumi, T. Sato, T. Nakamura, A. Saito, Y. Tbmikawa, K. Nishimura, M. Kohma, H. Yamagishi, and T. Yamanouchi
  • 雑誌名: Journal of Atmosphere and Solar-Terrestrial Physics 巻: 118 ページ: 2-15
  • DOI: 10.1016/j.jastp.2013.08.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kelvin and Rossby Waves Trapped at Boundaries under the Full Coriolis Force (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 雑誌名: SOLA 巻: 9 号: 0 ページ: 9-14
  • DOI: 10.2151/sola.2013-003
  • NAID: 130004725808
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper-tropospheric clouds caused by blocking anticyclones in the Southern Hemisphere (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 13 ページ: 3849-3864
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of atmospheric waves on the amounts of polar stratospheric clouds (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kohma, K.Sato
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 11 号: 22 ページ: 11535-11552
  • DOI: 10.5194/acp-11-11535-2011
  • 査読あり
• [学会発表] Time variation of clouds in upper troposphere in the polar region during stratospheric sudden warming (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: PANSY国際研究集会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2014-03-10
• [学会発表] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper tropospheric clouds caused by blocking anticyclones in the Southern Hemisphere (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2014
  • 発表場所: Queenstown (New Zealand)
  • 年月日: 2014-01-14
• [学会発表] 成層圏突然昇温時に見られる極域対流圏上層の雲出現頻度の変動について (2013)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史、佐藤薫
  • 学会等名: 日本気象学会秋季大会
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県)
  • 年月日: 2013-11-21
• [学会発表] Variability of clouds in upper troposphere in the polar region during stratospheric sudden warming (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所(東京都)
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] 自転角速度ベクトルの水平成分により境界に捕捉されるKelvin波とRossby波 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史、佐藤薫
  • 学会等名: 日本気象学会春季大会
  • 発表場所: 代々木オリンピックセンター(東京都)
  • 年月日: 2013-05-18
• [学会発表] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper tropospheric clouds caused by blocking anticyclones in the Southern (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2013
  • 発表場所: Vienna (Austria)
  • 年月日: 2013-04-08
• [学会発表] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper tropospheric clouds caused by blocking anticyclones in the Southern (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: WCRP Regional Workshop on Stratosphere-Troposphere Processes and their Role in Climate
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス(京都府)
  • 年月日: 2013-04-01
• [学会発表] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper tropospheric clouds caused by blocking anticyclones (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kohma and K. Sato
  • 学会等名: Third International Symposium on the Arctic Research
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京都)
  • 年月日: 2013-01-14
• [学会発表] 北半球における極成層圏雲と上部対流圏の雲の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史、佐藤薫
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所(東京都)
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] 北半球における極成層圏雲と上部対流圏の雲の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史、佐藤薫
  • 学会等名: 気象学会春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 極成層圏雲と対流圏上層の雲との関係-ブロッキングの役割- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史
  • 学会等名: 気象学会秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] 極成層圏雲と対流圏上層の雲との関係-ブロッキングの役割- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史
  • 学会等名: 極域シンポジウム
  • 発表場所: 国立極地研究所(東京)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] 極成層圏雲と上部対流圏の雲との関係-ブロッキングの役割- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史
  • 学会等名: PANSY研究集会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 極成層圏雲と対流圏上層の雲の関係についての解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高麗正史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉)
  • 年月日: 2011-05-22
• [備考]
  • URL: http://www-aos.eps.s.u-tokyo.ac.jp/~kohmasa/
• [備考]
  • URL: http://www-aos.eps.s.u-tokyo.ac.jp/~kohmasa/
• [備考]
  • URL: http://www-aos.eps.s.u-tokyo.ac.jp/~kohmasa/