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気象現象が与える熱圏/電離圏への大気波動による影響

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2409
補助金の研究課題番号 22J00331 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

木暮 優  九州大学, 理学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード大気重力波 / 伝播性電離圏擾乱 / 大気上下結合 / 大気波動 / 大気潮汐波 / エルニーニョ / 二酸化炭素
研究開始時の研究の概要

本研究目的は、気象現象が大気波動を励起させることで熱圏/電離圏がどのような影響を受けるのかを明らかにすることである。最新のモデル(WACCM-X)及び衛星・地上観測(GNSS-TEC, CIPS/AIMなど)を用いて、熱圏/電離圏に存在する大気重力波の励起源・伝播過程の理解を目指す。特に、電離圏擾乱を引き起こす大気重力波の波源について理解を深めることを目指す。

研究実績の概要

該当年度では、2022年の米国上空における成層圏同心大気重力波と同心型の電離圏擾乱の同時発生イベントの分布を調査しました。成層圏の観測にはAIRSを、電離圏擾乱の観測にはGNSS-TEC観測を用いました。観測から得られた発生分布と対流圏の天候条件(有効対流位置エネルギーおよび対流圏/成層圏ジェット気流)とも比較を行いました。
その結果、夏季には中央東部米国(約60-110°W)や春および秋には米国南部(約40°Nの南)で有効対流位置エネルギーが高い位置と大気重力波と電離圏擾乱の発生域が対応していました。冬季では米国北部(約40°Nの北)で対流圏ジェットの位置に対応していました。これらの結果は、米国中部から東部の同心円大気重力波及び同心円電離圏擾乱は、春から秋にかけては太陽加熱によって生じた対流が、秋から春にかけては対流圏ジェットに関連する寒冷前線内の対流が励起源であると考えられます。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

現在、2本の論文を投稿・執筆しているが、これらは当該年度に出版する予定であった。このため、やや遅れていると言える。
ただし、解析の方は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き、2本の論文出版を最優先に研究を進めていく。
今後の研究としては、これまでシミュレーションによって示されてきた、寒冷前線に伴う対流活動によって励起した大気重力波がエバネッセントモードで中層大気を伝播し、下部熱圏で伝播性モードに変化する現象を観測から捉える予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] NASA/GSFC/NCAR/University of Colorado(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Impact of Tropospheric Ozone Modulation Due To El Nino on Tides in the MLT2023

    • 著者名/発表者名
      Kogure Masaru、Liu Huixin、Jin Hidekatsu
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 6 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1029/2023gl102790

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics of Gravity Wave Horizontal Phase Velocity Spectra in the Mesosphere Over the Antarctic Stations, Syowa and Davis2023

    • 著者名/発表者名
      Kogure Masaru、Nakamura Takuji、Murphy Damian J.、Taylor Michael J.、Zhao Yucheng、Pautet Pierre‐Dominique、Tsutsumi Masaki、Tomikawa Yoshihiro、Ejiri Mitsumu K.、Nishiyama Takanori
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 128 号: 6

    • DOI

      10.1029/2022jd037751

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanisms for Zonal Mean Wind Responses in the Thermosphere to Doubled CO2 Concentration2022

    • 著者名/発表者名
      Kogure Masaru、Liu Huixin、Tao Chihiro
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 127 号: 9 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1029/2022ja030643

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Development of gravity-wave propagation diagnostic diagram to represent transient background field.2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kogure, Takuji Nakamura, Damian J. Murphy, Michael J. Taylor, Yucheng Zhao, Pierre Dominique Pautet, Masaki Tsutsumi, Yoshihiro Tomikawa, Mitsumu K. Ejiri, Takanori Nishiyama
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on atmospheric gravity waves associated with Extreme Weather Phenomenon (Heavy Rainfall in August 2021)2023

    • 著者名/発表者名
      Shota Miyake, Huixin Liu, Masaru Kogure
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of El Nino-induced tropospheric ozone modulation on tides2023

    • 著者名/発表者名
      Huixin Liu, Masaru Kogure, Hidekatsu Jin
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of gravity wave horizontal phase velocity spectra in the OH airglow layer over the Antarctic stations, Syowa and Davis2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kogure, Takuji Nakamura, Damian J. Murphy, Michael J. Taylor, Yucheng Zhao, Pierre Dominique Pautet, Masaki Tsutsumi, Yoshihiro Tomikawa, Mitsumu K. Ejiri, Takanori Nishiyama
    • 学会等名
      CEDAR
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Medium-Scale Traveling Ionospheric Disturbances Created by Primary Gravity Waves Generated by a Weather Front in WACCM-X/SAMI32023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kogure, Min-Yang Chou, Jia Yue, Yuichi Otsuka, Huixin Liu, Fabrizio Sassi, Nicholas Pedatella, Cora E. Randall, V. Lynn Harvey
    • 学会等名
      CEDAR
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 前線起源の大気重力波によって励起したMSTIDの研究2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kogure, Min-Yang Chou, Jia Yue, Yuichi Otsuka, Huixin Liu, Fabrizio Sassi, Nicholas Pedatella, Cora E. Randall, V. Lynn Harvey
    • 学会等名
      MTI研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 南半球大気重力波の研究紹介2023

    • 著者名/発表者名
      木暮優
    • 学会等名
      MTI研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Medium-Scale Traveling Ionospheric Disturbances Created by Primary Gravity Waves Generated by a Weather Front.2023

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kogure, Min-Yang Chou, Jia Yue, Yuichi Otsuka, Huixin Liu, Fabrizio Sassi, Nicholas Pedatella, Cora E. Randall, V. Lynn Harvey
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of gravity wave horizontal phase velocity spectra in the mesosphere over the Antarctic stations, Syowa and Davis2022

    • 著者名/発表者名
      Kogure, M., Nakamura, T., Murphy, D., Taylor, J. M., Zhao, Y., Pautet, P. D., Tsutsumi, M., Tomikawa, Y., Ejiri, K. M., & Nishiyama, T.
    • 学会等名
      5th ANGWIN workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanisms for thermospheric zonal mean wind responses to doubled CO2 concentration2022

    • 著者名/発表者名
      Kogure, M., Liu, H., & Tao, C.
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravity wave and TID analysis using horizontal phase velocity spectrum: advantage of M-transform and tips for better performance2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T. Shiokawa, K., Tsutsumi, M., K Ejiri, K. M., Tomikawa Y., Kogure, M., & Perwitasari, S.
    • 学会等名
      44th COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-day oscillations in the equatorial ionosphere during the 2019 Antarctic sudden stratospheric warming: mixed response to forcing from above and below2022

    • 著者名/発表者名
      Liu, H., Otsuka, Y., Hozumi, K., Kogure, M., & T. Yu
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical mechanisms for zonal mean wind responses in the thermosphere to doubled CO2 concentration2022

    • 著者名/発表者名
      Kogure, M., Liu, H., & Tao, C.
    • 学会等名
      16th international symposium on equatorial aeronomy
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DW2 tide enhanced by equatorial tropospheric ozone variation due to El Nino2022

    • 著者名/発表者名
      木暮 優, Liu Huixin, 垰千尋
    • 学会等名
      152回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DW1 Tidal Enhancements in the Equatorial MLT During 2015 El Nino: The Relative Role of Tidal Heating and Propagation2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Huixin, 木暮 優, 陣 英克
    • 学会等名
      152回地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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