新総観気象学 傾圧波 中間規模波 動波の力学的研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08404026
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 廣田 勇 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70025485)
• 研究分担者: 佐藤 薫 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90251496) ; 余田 成男 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30167027)
• キーワード: 圏界面中間規模波動 / 成層圏循環の年々変化 / 2次元ブシネスクモデル / シア-不安定 / 重力波の発生 / 球面順圧モデル / 大気の長周期変動 / 予測可能性の変動

研究概要

圏界面中間規模波動の解析:
・中間規模波動が、中緯度対流圏界面付近の渦位勾配の極大にトラップされた内部モードであると考え、準地衡風方程式系多層モデルを用いた数値解析を行なった。波動特性の、大気安定度の鉛直変化、平均流の鉛直シア-、圏界面の深さなどの依存性を明らかにした。
・1995年のMUレーダー3週間連続観測データと、気象庁高層観測データ、客観解析データを用いて、中間規模波動と対流圏界面付近の渦位勾配との対応を調べた。渦位勾配の総観規模波動の位相により変化しており、中間規模波動は勾配の大きくなるリッジ付近に現れていた。渦位勾配の極大は鉛直だけでなく南北にも狭い領域で存在しており、これを中心に南北に節のあるモードの存在も明らかになった。
成層圏循環の年々変化に関する解析:
・NCEPとベルリン自由大学のグローバルデータを用い、北半球成層圏帯状流と波動強度の年々変化に関する統計解析を赤道風準2年周期振動と太陽活動に関連づけて行なった。
数値実験:
・2次元ブシネスクモデルを開発し、シア-不安定領域からの重力波の発生メカニズムを研究した。不安定モードの振幅は初期擾乱の位相に依り不安定領域で不均一であり、発生した重力波の波長、位相とよい対応があった。したがって、重力波は不安定モードによる非一様性な平均流加速によって発生したと考えられる。
・地形強制を含む球面順圧モデルを用いて大気の長周期変動に関する数値実験を行った。不規則変動を特徴づける擾乱の急激な発達は、時間平気場の最適励起モードにより説明できることがわかった。また、この系での予測可能性の変動について調べた。

研究成果

• [文献書誌] K.Akahori and S.Yoden: "Zonal flow vacillation and bimodality of baroclinic-eddy life-cycles in a simple global circulation model." J.Atmos.Sci.54・19. 2349-2361 (1997)
• [文献書誌] 赤堀浩司・余田成男: "傾圧不安定波の砕波パターンに関する数値実験" 京都大学防災研究所年報. 40・B-1. 197-210 (1997)
• [文献書誌] Y.Naito and I.Hirota: "Interannual variability of the Northern winter stratospheric circulation related to the QBO and the solar cycle." J.Met.Soc.Japan. 75・4. 925-937 (1997)
• [文献書誌] K.Sato, D.J.O'Sullivan and T.J.Dunlerton: "Low-frequency inertia-gravity waves in the stratosphere revealed by three-week continuous observation with the MU radar." Geophys.Res.Lett.24・14. 1739-1742 (1997)
• [文献書誌] K.Sato: "Observational studies of gravity waves associated with convection" Gravity wave Processes : Their Parameterization in Global Climate Models,edited by K.Hamilton,NATO ASI Series. I・50. 63-68 (1997)
• [文献書誌] K.Sato and T.J.Dunkerton: "Estimates of momentum flux associated with equatorial kelvin and gravity waves." J.Geophys.Res.102・D22. 26247-26261 (1997)