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本研究は、異常気象等に関わる大気大循環変動の空間パターン形成の力学を明らかにしようとしたものである。観測データによるモード同定、簡単な準地衡風モデルおよび大気大循環モデルによる積分のほか、線型化したモデルを構築し、定常応答、そのモード展開、また、アンサンブル時間積分による短周期擾乱のフィードバック効果算定等、さまざまな形でそれを用いた。
北極振動(AO)または北大西洋振動(NAO)とよばれる変動パターンについて、北半球冬季気候平均場のもとでの定常微小擾乱に対する線型演算子のもっとも減衰の少ないモードとしてそれが同定できること、さらにそのモードの準中立性は軸対称成分と定常非軸対称成分間の運動量フィードバックで基本的には説明できること、また、このフィードバックは気候場の非軸対称成分の経度方向のスケールの小さい北大西洋で有効に働くこと等が明らかになった。
また、熱帯にもほぼ軸対象な変動モードが存在することが示唆され、Tropical Axisymmetric Mode (TAM)と名づけた。観測データ、モデル積分を詳細に検討した結果、それが実体を持ち、かつ、エルニーニョのはるか上流にあたるアジア地域へのテレコネクションやモンスーンの変動を考察する際に重要なモードであることを示唆した。
夏季日本の南海上の亜熱帯高気圧は大きな年々変動成分を持ち、その動向が日本の天候に影響することはよく知られている。1998年夏の事例の解析により、この夏にはこの西太平洋亜熱帯高気圧(以下WP)の著しい強化が、赤道東太平洋および赤道東インド洋(スマトラ沖)の2領域の高海面水温に誘起された鉛直循環偏差に伴うフィリピン東沖での積雲活動の抑制によって引き起こされていたことがわかった。今後、湿潤過程を含む本モードの力学と海面水温偏差等による励起メカニズムの明らかにする必要がある。
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