南極オゾンホールの力学

• 研究課題/領域番号: 17540417
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 佐藤 薫 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (90251496)
• 研究分担者: 山森 美穂 都留文科大学, 文学部, 講師 (80392728) ; 冨川 喜弘 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構, 国立極地研究所, プロジェクト研究員 (20435499)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: オゾンホール / 物質輸送 / プラネタリー波 / 重力波 / 極渦 / 昭和基地 / ILAS-II

研究概要

2003年に行った南極昭和基地でのオゾンゾンデ集中観測と同時期の衛星観測(ILAS-II)データを用いて、晩春期のオゾンホール消滅メカニズムに関する解析を行った。極渦崩壊以前にもオゾン層回復が始まることを明らかにすると共に、トレーサー相関法やトラジェクトリ解析により極渦周辺擾乱による極渦内外の物質混合の重要性を示唆する結果を得た。
2002年に行った南極昭和基地でのラジオゾンデ集中観測データを用いて、重力波の季節特性を調べた結果、オゾンホールが存在する極渦が安定な時期、および崩壊期に、エネルギー下向きの重力波が多いことがわかった。局所ロスビー数の解析および、ホドグラフ解析による重力波パラメータの推定の結果、これは極渦周辺での自発的調節過程により発生した可能性が高いことが分かった。
2003年南極オゾンホール回復期にオゾンホール内で観測された層状構造について、その特徴や成因を調べた。南極昭和基地、及びNeumayer基地におけるオゾンゾンデデータを用いた解析から、オゾン濃度の低いオゾンホール内の高度14〜19kmに鉛直幅0.4〜1.4kmのオゾン極大層がしばしば現れることがわかった。後方粒跡線を用いた解析により、これらのオゾン極大層は極渦境界領域起源であることが示された。
2003年8月に米国アラスカ州フェアバンクスにおけるゴム気球搭載オゾンゾンデ観測で得られた高度30km付近までのオゾン濃度、温度、水平風速のデータを解析した。まず、鉛直波数スペクトル解析により、オゾンの変動に卓越する鉛直スケールを特定した。次いで、観測された下部成層圏オゾン変動のうち大気重力波によるものの寄与を調べた。鉛直変位によるオゾン変動は観測されたオゾン変動分散の20%程度であり、水平変位の寄与が支配的であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] 日本気象学会創立125周年記念解説-中層大気 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤薫, 廣岡俊彦
  • 雑誌名: 天気 (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Statistics of Antarctic surface meteorology based on hourly data in 1957-2007 at Syowa Station (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, N.Hirasawa
  • 雑誌名: Polar Sci. (in press)
  • NAID: 110006385852
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lower-stratospheric and upper-tropospheric disturbances observed by radiosondes over Thailand during January 2000 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Ogino, K.Sato, M.D.Yamanaka, A.Watanabe
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 63
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A diagnostic study of waves on the tropopause (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, K.Sato, T.G.Shepherd
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 63
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A neutral wave observed in the Antarctic polar vortex (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, M.Yoshiki, K.Sato
  • 雑誌名: J. Met. Soc. Japan 84 ページ: 97-113
  • NAID: 110004656446
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A GCM study of orographic gravity waves over Antarctica exceited by katabatic winds (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, K.Sato, M.Takahashi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characteristics of inertia gravity waves over the South Pacific as revealed by radiosonde observations (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yamamori, K.Sato
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ozone profiles in the high-latitude stratosphere and lower mesosphere measured by the Improved Limb Atmospheric Spectrometer (ILAS)-II Comparison with other satellite sensors and ozonesondes (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Sugita, H.Nakajima, T.Yokota, H.Kanzawa, H.Gernandt, A.Herber, P.von der Gathen, G.Konig-Langlo, K.Sato, 他30名
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Combined MU radar and ozonesonde measurements of turbulence and ozone fluxes in the tropo-stratosphere over Shigaraki, Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: N.M.Gavrilov, S.Fukao, H.Hashiguchi, K.Kita, K.Sato, Y.Tomikawa, M.Fujiwara
  • 雑誌名: Geophys. Res. Let. 33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 昭和基地連結飛揚観測に基づくラジオゾンデデータ品質比較 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉識宗佳, 木津暢彦, 佐藤薫
  • 雑誌名: 天気 53 ページ: 123-133
  • NAID: 110004665054
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lower-stratospheric and upper-tropospheric disturbances observed by radiosondes over Thailand during January 2000 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Ogino, K.Sato, M.D.Yamanaka, A.Watanabe
  • 雑誌名: J.Atmos.Sci. 63(doi:10.1175/JAS3801.1) ページ: 3437-3447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A diagnostic study of waves on the tropopause. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, K.Sato, T.G.Shepherd
  • 雑誌名: J.Atmos.Sci. 63(doi:10.1175/JAS3800.1) ページ: 3315-3332
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A neutral wave observed in the Antarctic polar vortex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, M.Yoshiki, K.Sato
  • 雑誌名: J.Met.Soc.Japan 84 ページ: 97-113
  • NAID: 110004656446
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A GCM study of orographic gravity waves over Antarctica excited by katabatic winds. (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, K.Sato, M.Takahashi
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 111(doi:10.1029/2005JD006851)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characteristics of inertia gravity waves over the South Pacific as revealed by radiosonde observations. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yamamori, K.Sato
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 111(doi:10.1029/2005JD006861)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ozone profiles in the high-latitude stratosphere and lower mesosphere measured by the Improved Limb Atmospheric Spectrometer (ILAS)-II : Comparison with other satellite sensors and ozonesondes. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Sugita, H.Nakajima, T.Yokota, H.Kanzawa, H.Gernandt, A.Herber, P.von der Gathen, G.Konig-Langlo, K.Sato, V.Dorokhov, V.Yushkov, Y.Murayama, M.Yamamori, S.Godin-Beekmann, F.Goutail, H.Roscoe, T.Deshler, M.Yela, P.Taalas E.Kyro, S.Oltmans, B.Johnson, M.Allaart, Z.Litynska, A.Klekociuk, S.B.Andersen, G.braathen, H.D.Backer, C.Randall, R.Bevilacqua, G.Taha, L.Thompson, H.Irie, M.Ejiri, N.Saitoh, T.Tanaka.Y.Terao, H.Kobayashi, Y.Sasano
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 111(doi:10.1029/2005JD006439)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Combined MU radar and ozonesonde measurements of turbulence ad ozone fluxes in the tropo-stratosphere over Shigaraki, Japan. (2006)
  • 著者名/発表者名: N.M.Gavrilov, S.Fukao, H.Hashiguchi, K.Kita, K.Sato, Y.Tomikawa, M.Fujiwara
  • 雑誌名: Geophys.Res.Let. 33(doi:10.1029/2005GL024002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A comparison of Vaisala RS80-15GH and Meisei RS2-91 radiosonde data based on simultaneous observations at Syowa Station. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshiki, N.Kizu, K.Sato
  • 雑誌名: Tenki 53 ページ: 123-133
  • NAID: 110004665054
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A neutral wave observed in the Antarctic polar vortex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, M.Yoshiki, K.Sato
  • 雑誌名: J. Met. Soc. Japan 84 ページ: 97-113
  • NAID: 110004656446
• [雑誌論文] A general circulation model study of orographic gravity waves over Antarctica excited by katabatic winds. (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Watanabe, K.Sato, M.Takahashi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
• [雑誌論文] Characteristics of inertia gravity waves over the South Pacific as revealed by radiosonde observations. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yamamori, K.Sato
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
• [雑誌論文] Combined MU radar and ozonesonde measurements of turbulence and ozone fluxes in the tropo-stratosphere over Shigaraki, Japan. (2006)
  • 著者名/発表者名: N.M.Gavrilov, S.Fukao, H.Hashiguchi, K.Kita, K.Sato, Y.Tomikawa, M.Fujiwara
  • 雑誌名: Geophys. Res. Let. 33
• [雑誌論文] A diagnostic study of waves on the tropopause (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, K.Sato, T.G.Shepherd
  • 雑誌名: J.Atmos.Sci. in press
• [雑誌論文] Lower-stratospheric and upper-tropospheric disturbances observed by radiosondes over Thailand during January 2000 (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Ogino, K.Sato, M.D.Yamanaka, A.Watanabe
  • 雑誌名: J.Atmos.Sci. in press
• [雑誌論文] Characteristics of inertia-gravity waves over the south Pacific as revealed by radiosonde observation (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yamamori, K.Sato
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. in press
• [雑誌論文] Ozone profiles in the high-latitude stratosphere and lower mesosphere measured by the Improved Limb Atmospheric Spectrometer (ILAS)-II : Comparison with other satellite sensors and ozonesondes (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Sugita, 他38名(8番目)
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. in press
• [雑誌論文] Combined MU radar and ozonesonde measurements of turbulence and ozone fluxes in the tropo-stratosphere over Shigaraki, Japan (2006)
  • 著者名/発表者名: N.M.Gavrilov, S.Fukao, H.Hashiguchi, K.Kita, K.Sato, Y.Tomikawa, M.Fujiwara
  • 雑誌名: Geophys.Res.Let. in press
• [雑誌論文] 気球および衛星観測に基づく南極オゾン層回復過程三次元構造の研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐藤薫, 他11名
  • 雑誌名: 第20回大気化学シンポジウム報告集 印刷中
• [雑誌論文] 気球および衛星観測に基づく南極オゾン層回復過程三次元構造の研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐藤薫, 他11名
  • 雑誌名: 平成17年度大気球シンポジウム報告集 印刷中
• [雑誌論文] 大気重力波と気象学との関わり (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐藤薫
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録 印刷中
• [雑誌論文] A neutral wave observed in the Antarctic polar vortex (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, M.Yoshiki, K.Sato
  • 雑誌名: J.Met.Soc.Japan 84 ページ: 97-113
  • NAID: 110004656446
• [雑誌論文] Design of the NIPR trajectory model (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, K.Sato
  • 雑誌名: Polar Meteorology and Glaciology 19 ページ: 120-137
  • NAID: 110002261737
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation (ASTAR) 2000 : Arctic haze case study. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yamanouchi, R.Treffeisen, A.Herber, M.Shiobara, S.Yamagata, K.Hara, K.Sato, 他9名
  • 雑誌名: Tellus 57B ページ: 141-152
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Design of the NIPR trajectory model. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomikawa, K.Sato
  • 雑誌名: Polar Meteorology and Glaciology 19 ページ: 120-137
  • NAID: 110002261737
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation (ASTAR) 2000:Arctic haze case study. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yamanouchi, R.Treffeisen, A.Herber, M.Shiobara, S.Yamagata, K.Hara, K.Sato, M.Yabuki, Y.Tomikawa, A.Rinke, R.Neuber, R.Schumachter, M.Kriews, J.Strom, O.Schrems, H.Gernandt
  • 雑誌名: Tellus 57B ページ: 141-152
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation (ASTAR) 2000 : Arctic haze case study (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yamanouchi, 他15名(6番目)
  • 雑誌名: Tellus 57B ページ: 141-152
• [雑誌論文] The Middle atmosphere
  • 著者名/発表者名: K.Sato, T.Hirooka
  • 雑誌名: Tenki (in press)
  • NAID: 110006279299
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Statistics of Antarctic surface meteorology based on hourly data in 1957-2007 at Syowa Station.
  • 著者名/発表者名: K.Sato, N.Hirasawa
  • 雑誌名: Polar Sci. (in press)
  • NAID: 110006385852
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より