西太平洋域における大気・海洋結合系のダイナミクスの観測

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04NP0201
• 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: 津田 敏隆 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (30115886) ; 金子 新 広島大学, 工学部, 教授 (10038101) ; 上田 博 北海道大学, 理学部・地球物理学科, 助教授 (80184935) ; 住 明正 東京大学, 気候システム研究センター, 教授 (10179294) ; 加藤 進 京都大学, 名誉教授
• キーワード: 地球環境変動 / アジア・西太平洋域 / 大気・海洋結合系 / 力学観測 / 対流・波動 / ブイ観測 / レーダー観測 / ラジオゾンデ観測

研究概要

本研究計画全体の目的は、西太平洋域大気・海洋結合系を構成する以下の諸項目の観測を実施し,結果を集約して力学・熱力学的実像を明らかにすることである:
・項目(a)大気・海洋相互作用の研究:(海洋〜下層大気領域の観測)
i.「乱流」(<1時間;船上での渦相関・微細構造プロファイラー(MSP);海面から大気への輸送過程),ii.「雲クラスター」(数時間〜1ヶ月;航空機・ドップラーレーダー・雲観測ゾンデ;雲の組織化過程),iii.「ENSO」(>数ヶ月;係留ブイ・投棄型水温計(XBT)・超音波流速計(ADCP)・放射計・陸面(アンデラー);大気・海洋・陸面系の長期モニタリング).
・項目(b)大気対流・波動の発生機構の研究:(下〜中層大気領域の観測)
i.「大気境界層」(地表〜数km高度;境界層レーダー;大気擾乱源),ii.「下層自由大気」(地表〜35km高度;MUレーダー・RASS・ラジオゾンデ;対流圏→成層圏擾乱侵入過程),iii.「中層大気」(55〜90km高度;MUレーダー・電波干渉計・流星レーダー・分反射レーダー;成層圏→中間圏擾乱侵入過程).
上記の目的のため,平成4年度は国外観測を諸外国と協同で本格化し,これに対応するため,打合せ・補助人員雇用・成果発表等を強化した(旅費・謝金).各項目ごとの研究内容は以下のように集約される:
・項目(a):西太平洋赤道域の国際協同の本観測,10月末〜12月に東大海洋研「白鳳丸」で参加して乱流・混合層・高層気象・係留計(ADCP)・XBT・CTDの観測を行い,また11〜1月にマヌス島に北大理・北大低温研のレーダーを持込んで熱帯域のメソスケール擾乱・雲物理・高層観測を行い,さらに商船委託の日射計XBT観測や係留ブイ・商船委託・チベットの各観測網の維持も行って,全て成功裡に終了した(消耗品費・旅費・謝金・その他).これらの遂行に当たっては,現地観測本部に人を派遣して諸外国との間の調整を行った(消耗品費・旅費・謝金・その他).並行して特に気候における雲と海洋の影響に関連した主要な成果を研究集会(国際シンポジウムとして名古屋大学より別途申請)で発表した.
・項目(b):国内における境界層レーダー(BLR)試験観測(RASSとの結合を含む)・流星レーダー(MWR)改良・ラジオゾンデ(RS)装置準備を完了し,9〜10月にインドネシア国西ジャワ州スルポン地区(BLR・RASS・MWR)ならびに同バンドン市(RS)に搬入・設置し,11月上旬より赤道大気上下結合に関する連続観測を全て計画通りに開始した(設備備品費・消耗品費・旅費).また並行してMUレーダー高速データ取得装置(特別設備費として別途策定)を使用するに当たっての,基本ソフトウェアならびに大気擾乱解析法の開発も開始した.
上記の観測データは現在分担者間で解析中である.これまでの部分的解析から以下のような結果が得られている:
・項目(a):白鳳丸の乱流観測から西太平洋赤道域に海洋の乱流構造の日変化が見られること、また、高層観測から、赤道域の擾乱の鉛直スケールが以前に予想していたのと異なり、西風が高さ10kmにも及んでいること、また、この地域で予想外に背の低い雲から暖かい雨が降っていることが発見された。
・項目(b):雨季のBLR観測から,赤道積乱雲対流に対応する風速変動,ならびに太平洋貿易風からインド洋モンスーンへの交替などが得られた.MWR観測から赤道中層大気の平均南北風,大気潮汐など各種波動,またRS観測から対流圏〜下部成層圏のケルビン波,慣性重力波ならびにそれらの発生源などの解析が進められている.
これらを含む成果の集約と発表は平成5年度以降に本格化する計画である.

研究成果

• [文献書誌] Yamane,R.: "Evaluation of ECMWF latent heat flux in TOGA CD-ROM" Proc.PORSEC-'92. 1. 156-161 (1992)
• [文献書誌] Sumi,A.: "Convective Activity over the Aqua-Planet with Globally Uniform Sea Surface Temperature(SST)" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 843-854 (1992)
• [文献書誌] Tsuboki,K.: "Mesoscale Cyclogenesis in Winter Monsoon Air Streams" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 67-75 (1992)
• [文献書誌] Yasunari,T.: "Asian Monsoon on the Interannual Variability of the Global Climate System" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 177-189 (1992)
• [文献書誌] Takashashi,T.: "Cool Rain in a three-dimensional Shallow-cloud Model" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 739-748 (1992)
• [文献書誌] Kodama,Y.: "Large-scale Common Features of Subtropical Precipitation Zones,Part I." Jour.Met.Soc.Japan. 70. 757-768 (1992)
• [文献書誌] Fujiyoshi,Y.: "Three-dimensional Radar Echo Structure of a Snow Band Formed on the Lee Side of a Mountain" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 11-24 (1992)
• [文献書誌] Kaneko,A.: "Cross-Stream Velocity Structures and Their Downstream Variation of the Kuroshio around Japan" Deep-Sea Res.39. 1583-1594 (1992)
• [文献書誌] Kaneko,A.: "Towed ADCP Fish with Depth and Roll Controllable Wings and Its Application to the Kuroshio Observation" Jour.of Oceanogr.(1993)
• [文献書誌] Shimizu,S.: "Vertical Structure of the Baiu Fronts Analyzed with the MU Radar and an X-Band Doppler Radar" Rroc.11th International Conference on Clouds and Precipitation. 593-596 (1992)
• [文献書誌] Tsukamoto,O.: "A Significant Evening Peak of Vapor Pressure at an Oasis in the Semi-Arid Region" Jour.Met.Soc.Japan. 70. 1155-1160 (1992)
• [文献書誌] Kanari,S.: "Turbulent Structure in the Upper Layer of the Western Equatorial Pacific Ocean" Jour.of Oceanogr.48. 117-127 (1992)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Formation of Multiple Tropopause and Stratospheric Inertio-Gravity Waves" Adv.Space Res.11. 181-190 (1992)
• [文献書誌] Murayama,Y.: "Dominant Vertical Scales of Gravity Waves in the Middle Atmosphere Observed with the MU Radar and Rocketsondes" J.Atmos.Terr.Phys.54. 339-346 (1992)
• [文献書誌] Murayama,Y.: "Rocketsonde Observations of the Middle Atmosphere Dynamics at Uchinoura(31°N,131°E)during DYANA Campaign Part I:Outline of Experiments and Background Conditions," J.Geomag.Geoelectr.44. 995-1007 (1992)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "Rocketsonde Observations of the Middle Atmosphere Dynamics at Uchinoura(31°N,131°E)during DYANA Campaign Part II:Characteristics of Gravity Waves" J.Geomag.Geoelectr.44. 1009-1023 (1992)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "A Preliminary Report on Radiosonde Observations of the Equatorial Atmosphere Dynamics over Indonesia" J.Geomag.Geoelectr.44. 1041-1055 (1992)
• [文献書誌] Adachi,T.: "Effects of the Acoustic and Radar Pulse Length Ratio on the Accuracy of RASS Temperature Measurements" Radio Sci.(1992)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "Observations of Tropospheric Temperature Fluctuations with the MU Radar/RASS" J.Ocean.Atmos.Tech.(1992)
• [文献書誌] Nakamura,T.: "Characteristics of Gravity Waves in the Mesosphere Observed with the MU Radar:1.Momentum flux" J.Geophys.Res.(1993)
• [文献書誌] Nakamura,T.: "Characteristics of Gravity Waves in the Mesosphere Observed with the MU Radar:2.Propagation Direction" J.Geophys.Res.(1993)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "Variations of the Gravity Wave Characteristics with Height,Season and Latitude Revealed by Comparative Observations" J.Atmos.Terr.Phys.(1993)
• [文献書誌] Nakamura,T.: "Comparison of the Mesospheric Gravity Waves Observed with the MU Radar(35°N)and the Adelaide MF Radar(35°S)" Geophys.Res.Lett.(1993)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "A Simple Model of Gravity-Wave Momentum and Energy Fluxes Transferred through the Middle Atmosphere to the Upper Atmosphere" J.Atmos.Terr.Phys.(1993)
• [文献書誌] Fuako,S.: "Seasonal Variability of Vertical Eddy Diffusivity in the Middle Atmosphere,Part I:Three-Year Observations by the MU Radar" J.Geophys.Res.(1992)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Seasonal Variability of Vertical Eddy Diffusivity in the Middle Atmosphere,Part II:Gravity-Wave Breaking Theory and Parameterization" J.Geophys.Res.(1992)
• [文献書誌] Nakamura,T.: "Comparative Observation of Short Period Gravity Waves(10-100min)in the Mesosphere in 1989 by Saskatoon MF Radar(52°N),Canada and the MU Radar(35°N),Japan" Radio Sci.(1993)