大気微量成分の時空間変動を通して見た熱帯成層圏-対流圏結合

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11219201
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 塩谷 雅人 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (50192604)
• 研究分担者: 西 憲敬 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00222183) ; 長谷部 文雄 茨城大学, 理学部・地球生命環境科学科, 助教授 (00261735) ; 山崎 孝治 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (70270791)
• キーワード: オゾン / 水蒸気 / 熱帯大気 / 赤道波 / 成層圏・対流圏交換 / 対流圏界面 / エルニーニョ

研究概要

本年度は,11の「研究発表」にあるように,これまでに得た観測データおよび数値モデルそれぞれを利用した研究成果の取りまとめを主としておこなった.
まず,観測データにもとづく成果としては,ガラパゴスにおける1998年9月の水蒸気観測データから,対流圏界面付近の赤道ケルビン波が成層圏の乾燥化をもたらしていると解釈できる観測事実を見出したことが上げられる.ケルビン波の下方変位と上方変位にともなう温度変化が,成層圏には入り込む水蒸気量を制限しており,ケルビン波が熱帯下部成層圏の乾燥状態を維持するための要因のひとつになっている可能性が示唆される.
次に,数値モデルをもちいて熱帯対流圏界面における気温と鉛直流の年々変動について調べた.AGCMを用いたシミュレーション結果は,観測から知られているENSOのシグナルをよく表現している.そのシミュレーション結果によると,海洋大陸上の圏界面付近が下降流域になっており,ENSOにともなって上昇・下降流域が帯状方向に移動することがわかった.
上部対流圏から下部成層圏における水蒸気の時空間変動の観測は,地球大気長期変動を占う上で不可欠である.我々は,スイス製のゴム気球搭載用の鏡面冷却型水蒸気センサー"Snow White"の改良作業と測定性能の確認作業をおこなっており,今年度は以下の観測キャンペーンをおこなった.
2001年7月:インドネシアにおけるオゾン・水蒸気観測
2001年9月:ガラパゴスにおけるオゾン・水蒸気観測
2001年11-12月:インドネシアにおけるオゾン・水蒸気観測
2001年11-12月:クリスマス島における水蒸気観測
現在,さまざまな改良作業を通して性能の向上をはかっているところである.

研究成果

• [文献書誌] Fujiwara, M., M.Takahashi: "Role of the equatorial Kelvin wave in stratosphere-troposphere exchange in a general circulation model"J. Geophys. Res.. 106. 22763-22780 (2001)
• [文献書誌] Hatsushika, H., Yamazaki, K: "Interannual variations of temperature and vertical motion at the tropical tropopause associated with ENSO"Geophys. Res. Lett.. 28. 2891-2894 (2001)
• [文献書誌] Fujiwara, M., Hasebe, F., Shiotani, M.et al.: "Water vapor control at the tropopause by the equatorial Kelvin waves observed over the Galapagos"Geophys. Res. Lett.. 28. 3143-3146 (2001)
• [文献書誌] Oltmans, S.J., Johnson, B.J., Harris, J.M.et al.: "Ozone in the Pacific tropical troposphere from ozonesonde observations"J. Geophys. Res.. 106. 32503-32525 (2001)
• [文献書誌] Voemel, H., Oltmans.S.J., Johnson, B.J., Hasebe, F.et al.: "Balloon-borne observations of water vapor and ozone in the tropical upper troposphere and lower stratosphere"J. Geophys. Res.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Shiotani, M., Fujiwara, M., Hasebe, F.et al.: "Ozonesonde observations in the equatorial eastern Pacifrc --the Shoyo-maru survey --"J. Meteor. Soc. Japan. (in press). (2002)