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地球大気背景擾乱としての内部重力波に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 63460047
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 超高層物理学
研究機関京都大学

研究代表者

深尾 昌一郎  京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (30026249)

研究分担者 佐藤 亨  京都大学, 工学部・電気工学第二教室, 講師 (60162450)
山本 衛  京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (20210560)
山中 大学 (中山 大学)  京都大学, 超高層電波研究センター, 講師 (30183982)
津田 敏隆  京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (30115886)
加藤 進  京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (10025827)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1989年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1988年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワード中層大気 / 内部重力波 / MSTレ-ダ-観測 / 波と平均流の相互作用 / スペクトル解析 / 運動量フラックス / ラジオゾンデ観測 / 大気鉛直成層 / MSTレーダー観測
研究概要

本研究の目的は、中層大気国際協同観測(MAP;1982〜85)以来蓄積された京大MUレ-ダ-観測結果の解析を中心として、「地球大気中には内部重力波が普遍的に存在しその励起→伝播→砕波のプロセスを通じて運動量を再分配している」という仮説を検証することにあった。
まず初年度(昭和63年度)には、(1)MUレ-ダ-観測に基く中層大気風速変動の鉛直波数・周波数スペクトル解析、(2)同観測による内部重力波の砕波状況(振幅の飽和と位相速度の選別)の確認、(3)ラジオゾンデ併用による温度変動の観測・解析を行った。その結果、内部重力波が確かに飽和し砕波していることを示す証拠を、ほぼ普遍的に得ることができたが、高度・季節による系統的な変動の存在もまた示唆された。
そこで最終年度(平成元年度)には、(4)過去3年以上にわたる観測結果全体を解析し鉛直波数スペクトル・運動量フラックス・鉛直群速度頻度分布・乱流強度の高度・季節変化を定量的に求め、(5)これらを総合あるいは拡張して内部重力波活動度と砕波乱流強度の高度・緯度・季節変化モデルを作成した。
以上の研究の結果、日本付近の内部重力波は、(i)対流圏〜成層圏領域においてはスケ-ルハイトより短い鉛直波長を持つものが卓越し特に冬季において上方伝播傾向・飽和・砕波乱流強化が顕著であること、(ii)中間圏領域ではスケ-ルハイトより長い鉛直波長の波が卓越し夏季に運動量フラックス・砕波乱流強度とも増す傾向にあること、等がわかった。さらに他地域の観測や理論的予測との比較により、(iii)地球大気背景擾乱としての内部重力波の場は季節・緯度より高度に関する強い依存性を持ち、単に地形等に限らず対流圏大規模擾乱にも起因するとの確証を得た。
次年度以降は、この路線の研究をさらに熱圏や赤道域にも拡張して展開し、内部重力波の分布モデルを一層拡充させたいと考えている。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (54件)

  • [文献書誌] Fukao,S.: "VHF Doppler radar determination of the momentum flux in the upper troposphere and lower stratosphere:Comparison between the three-and four-beam methods" Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 5. 57-69 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukao,S.: "Three-dimensional air motions over the Baiu front observed by a VHF-band Doppler radar:A case study" Monthly Weather Review. 116. 281-292 (1988)

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  • [文献書誌] Yamamoto,M.: "Interpretation of the structure of mesospheric turbulence layers in terms of inertia gravity waves" Physica Scripta. 37. 645-650 (1988)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "Long period wind oscillations observed by the Kyoto meteor radar and comparison of the quasi-2 day wave with Adelaide HF radar observations" Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 50. 225-230 (1988)

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  • [文献書誌] Fritts,D.C.: "Observational evidence of a saturated gravity wave spectrum in the troposphere and lower stratosphere" Journal of the Atmospheric Sciences. 45. 1741-1759 (1988)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "Characteristics of semidiurnal tides obserbed by the Kyoto meteor radar and Saskatoon Medium-Frequency radar" Journal of Geophysical Research. 93. 7027-7036 (1988)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "Simultaneous observations of reflection echoes and refractive index gradient in the troposphere and lower stratosphere" Radio Science. 23. 655-665 (1988)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "Diurnal non-migrating tides excited by a differential heating due to landsea distribution" Journal of the Meteorological Society of Japan. 67. 43-55 (1989)

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  • [文献書誌] Fukao,S.: "Wind fluctuations near a cold vortex-tropopause funnel system observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 463-479 (1989)

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  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Internal gravity wave selection in the upper troposphere and lower stratosphere observed by the MU radar:Preliminary results" Pure and Applied Geophysics. 130. 481-495 (1989)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "High time resolution monitoring of tropospheric temperature with a Radio Acoustic Sounding System(RASS)" Pure and Applied Geophysics. 130. 497-507 (1989)

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  • [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the mesosphere observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 605-616 (1989)

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  • [文献書誌] Kato,S.: "Non-migrating tides" Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 51. 673-682 (1989)

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: "MST radar observations of a saturated gravity wave spectrum" Journal of the Atmospheric Sciences. 46. 2440-2447 (1989)

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  • [文献書誌] Sato,T.: "Ionospheric incoherent scatter measurements with the MU radar:Techniques and Capability" Radio Science. 24. 85-98 (1989)

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  • [文献書誌] Sato,T.: "Multi-beam pattern measurement of the MU radar antenna by satellite Ohzora" Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 41. 743-751 (1989)

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  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Picture of the global field of“quasi-monochromatic"gravity waves observed by stratospheric balloons and MST radars" Advances in Space Research(in press). (1990)

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  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "A perspective of middle-atmosphere dynamics(MAD)studies at the new international equatorial observatory(NIEO)" Advances in Space Research(in press). (1990)

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  • [文献書誌] Fukao, S.: "VHF Doppler radar determination of the momentum flux in the upper troposphere and lower stratosphere: Comparison between the three- and four-beam methods" J. Atmos. Oceanic Tech. 5,57-69,1988.

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  • [文献書誌] Fukao, S.: "Three-dimensional air motions over the Baiu front observed by a VHF-band Doppler radar: A case study" Mon. Wea. Rev. 116,281-292,1988.

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  • [文献書誌] Yamamoto, M.: "Interpretation of the structure of mesospheric turbulence layers in terms of inertia gravity waves" Physica Scripta 37,645-650,1988.

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  • [文献書誌] Tsuda, T.: "Long period wind oscillations observed by the Kyoto meteor radar and comparison of the quasi-2 day wave with Adelaide HF radar observations" J. Atmos. Terr. Phys. 50,225-230,1988.

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  • [文献書誌] Fritts, D. C.: "Observational evidence of a saturated gravity wave spectrum in the troposphere and lower stratosphere" J. Atmos. Sci. 45,1741-1759,1988.

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  • [文献書誌] Tsuda, T.: "Characteristics of semidiurnal tides observed by the Kyoto meteor radar and Saskatoon Medium-Frequency radar" J. Geophys. Res. 93,7027-7036,1988.

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  • [文献書誌] Tsuda, T.: "Simultaneous observations of reflection echoes and refractive index gradient in the troposphere and lower stratosphere" Radio Sci. 23,655-665,1988.

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  • [文献書誌] Tsuda, T.: "Diurnal non-migrating tides excited by a differential heating due to land-sea distribution" J. Meteor. Soc. Japan 67,43-55,1989.

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  • [文献書誌] Fukao, S.: "Wind fluctuations near a cold vortex-tropopause funnel system observed by the MU radar" Pure and Appl. Geophys. 130,463-479,1989.

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  • [文献書誌] Yamanaka, M. D.: "Internal gravity wave selection in the upper troposphere and lower stratosphere observed by the MU radar: Preliminary results" Pure and Appl. Geophys. 130,481-495,1989.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuda, T.: "High time resolution monitoring of tropospheric temperature with a Radio Acoustic Sounding System (RASS)" Pure and Appl. Geophys. 130,497-507,1989.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto, M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the mesosphere observed by the MU radar" Pure and Appl. Geophys. 130,605-616,1989.

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  • [文献書誌] Kato, S.: "Non-migrating tides" J. Atmos. Terr. Phys. 51,673-682,1989.

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  • [文献書誌] Tsuda, T.: "MST radar observations of a saturated gravity wave spectrum" J. Atmos. Sci. 46,2440-2447,1989.

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  • [文献書誌] Sato, T.: "Ionospheric incoherent scatter measurements with the MU radar: Techniques and Capability" Radio Sci. 24,85-98,1989.

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  • [文献書誌] Sato, T.: "Multi-beam pattern measurement of the MU radar antenna by satellite Ohzora" J. Geomag. Geoelectr. 41,743-751,1989.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamanaka, M. D.: "Picture of the global field of "quasi-monochromatic" gravity waves observed by stratospheric balloons and MST radars" Adv. Space Res. 1990.

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  • [文献書誌] Yamanaka, M. D.: "A perspective of middle-atmosphere dynamics (MAD) studies at the new international equatorial observatory (NIEO)" Adv. Space Res. 1990.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuda,T.: "Diurnal non-mibrating tides excited by a differential heating due to landsea distribution" Journal of the Meteorological Society of Japan. 67. 43-55 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Fukao,S.: "Wind fluctuations near a cold vortex-tropopause funnel system observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 463-479 (1989)

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  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Internal gravity wave selection in the upper troposphere and lower stratosphere observed by the MU radar:Preliminary results" Pure and Applied Geophysics. 130. 481-495 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuda,T.: "High time resolution monitoring of tropospheric temperature with a Radio Acoustic Sounding System(RASS)" Pure and Applied Geophysics. 130. 497-507 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the moesosphere observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 605-616 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the mesosphere observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 605-616 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Kato,S.: "Non-migrating tides" Journal of the Atmospheric and Terrestrial Physics. 51. 673-682 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuda,T.: "MST radar observations of a saturated gravity wave spectrum" Journal ofthe Atmospheric Sciences. 46. 2440-2447 (1989)

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  • [文献書誌] Sato,T.: "Ionospheric incoherent scatter measurements with the MU radar:Techniques and Capabillity" Radio Science. 24. 85-98 (1989)

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      1989 実績報告書
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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Picture of the global field of “quasi-monochromatic"gravity waves observed by stratospheric balloons and MST radars" Advances in Space Research. (1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "A perspective of middle-atmosphere dynamics (MAD) studies at the new international equatorial observatory(NIEO)" Advances in Space Research. (1990)

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  • [文献書誌] Fukao,S.: Journal of Atmospheric and Ocean Technology. 5. 57-69 (1988)

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      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Fukao,S.: Pure and Applied Geophysics.

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  • [文献書誌] Tsuda,T.: Journal of the Atmospheric Sciences.

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  • [文献書誌] Yamanaka,M.D.: Pure and Applied Geophysics.

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  • [文献書誌] Yamamoto,M.: Physica Scripta. 37. 645-650 (1988)

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  • [文献書誌] Fritts,D.C.: Journal of the Atmospheric Sciences. 45. 1741-1759 (1988)

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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