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一般に、大規模現象への小規模現象の影響を評価する場合、フィードバックと散逸をきちんと取り入れれば、方程式は非線形となり解の分岐が起こることが予想される。そうだとすれば、次々に起こってくる大気の状態変化、特に急激な変化は、いくつかの安定状態の間の転移と理解すべき可能性が生まれる。解の分岐がモデルの自由度に依存することは十分留保すべきであるがスケールの異なる現象の間の相互作用が本質的に非線形であるかぎり、それを考察することは不可欠である。しかし、パラメタリゼーションと通称される考え方・方法には、このようなことは考慮されていない。いいかえれば、相互作用の物理過程をあらわに取り扱うことが必ずしもなされてはいない。そこでこの研究では、成層圏を平均東西風とプラネタリー波が非線形相互作用するシステムと考え、鉛直1次元モデルをつくり、解の分岐や外力に対する応答特性を調べた。その結果、従来の突然昇温現象のモデルでは仮定でしかなかったプラネタリー波の増幅をはじめ、この現象がなぜ晩冬から早春にかけて起こりやすいかなどに、無理なく答えることができた。残念ながら、標記題目の目的を達成したわけではないが、そのための一つのステップとして位置付けている。
結果を簡略に述べれば、晩秋と早春には二つの安定平衡解と一つの不安定平衡解、真冬には一つの安定平衡解が存在することが解った。太陽加熱の年変化に対する、安定平衡状態間の転移として、冬にはプラネタリー波の増幅が二度、その中間での西風の強化が起こり、晩冬から早春にかけて西風から東風への大きな変動が引き起こされる。これが最終昇温である。これらの結果は観測と非常によく合っている。結局、成層圏の季節変化は、太陽加熱の変化に対するヒステリシス現象と解釈できる。
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