水の相転移を含んだ対流の秩序形成

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440118
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山田 道夫 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (90166736)
• 研究分担者: 林 祥介 北海道大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (20180979) ; 石岡 圭一 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 助教授 (90292804) ; 薩摩 順吉 東京大学, 大学院・数理科学研究科, 教授 (70093242) ; 酒井 敏 京都大学, 総合人間学部, 助教授 (30144299) ; 木田 重雄 , 文部省・核融合科学研究所, 教授 (70093234)
• キーワード: 大気力学 / 地球流体力学 / 熱対流 / 水蒸気 / 湿潤対流 / 積乱雲 / ウェーブレット解析 / ドップラーレーダー

研究概要

本年度は水の相転移の対流形態に及ぼす影響を調べるため、数値解析スキームを作成し、スキーム調整のため乾燥対流との比較などを行なっている。また、現実の湿潤対流系の形態、特に対流中に形成される渦の構造を調べるため、積乱雲のドップラーレーダ観測データを解析するウエーブレット解析の手法を開発した。さらに、地球・惑星大気の全球規模の循環を念頭においた,回転球殻対流の流れの場のパターン形成をしらべている.特に,1)回転球殻系におけるロスビー波の振舞と角運動量輸送,2)降水(相変化しかつ流体運動から離脱する物質)がある場合のパターン形成,の研究をすすめている.角運動量輸送については球面系で知られていた波動輸送構造が球殻系においても働きうること、また降水系については回転の効果とあいまって上昇下降の東西非対称性が存在すること、を見い出した。これは現実大気システム熱帯域で見られる降水パターンとの関係を示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Y.-Y.Hayashi: "Emergence of circumpolar vortex in 2-D turbulence on a rotating sphere"Developments in Geophysical Turbulence. (accepted). (2000)
• [文献書誌] K.Ishioka: "Technical approach for the design of a high-resolition spectral model on a sphere : application to decarying turbulence"Nonlinear Processes in Geophysics. (accepted). (2000)
• [文献書誌] 石岡圭一: "回転球面上の減衰静2次元乱流からのパターン形成"ながれマルチメディア99. 1. (1999)
• [文献書誌] S.Yoden: "Two-dimensional decaying turbulence on a rotation sphere"Il Nuovo Cimento. C-22(accepted). (1999)
• [文献書誌] 豊田英司: "熱帯大気の暖水域に対する応答:アンサンブル水惑星実験による時間発展の抽出"ながれマルチメディア99. 1. (1999)
• [文献書誌] S.Takehiro: "The effects of thermal boundary condition on convection in rapidly rotating spherical shells"Theoretical and Applied Mechanics. 48. 415-421 (1999)