地球大気における日変動と気候場の相互作用の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13J04834
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 坂崎 貴俊 京都大学, 生存圏研究所, 特別研究員(PD)
• キーワード: 国際情報交換 / アメリカ : カナダ / オゾン / 太陽掩蔽観測 / 大気潮汐 / 気候モデル / 太陽非同期潮汐

研究概要

「対流圏―下部中間圏における一日周期太陽同期潮汐の緯度構造および季節変化の解釈」について、投稿論文の改訂作業を行い、Journal of Geophysical Research誌に受理された(Sakazaki et al., 2013b)。一日周期太陽同期潮汐の力学プロセスについて、新たな理論を提示するものである。
塩谷雅人教授(受け入れ教員)らと共同で、「太陽掩蔽観測オゾンデータに見られるsunset-sunrise differenceについての研究」に取り組んだ。HALOE(米国衛星測器), SAGE(米国衛星測器), ACE-FTS(カナダ衛星測器)に代表される太陽掩蔽観測(日の出・日の入時に観測)で得られたデータには、日の出と日の入の観測値に有意な差(sunset-sunrise difference : 以下SSD)があることが知られていた。そこで、これらのデータセットにおけるオゾンSSDを定量的に明らかにした上で、気候モデル出力等を用いることにより、その要因を調べた。その結果、SSDはオゾンの日変動(特に鉛直流によって鉛直方向に移流される効果)が原因であることを世界で初めて明らかにした。当研究の内容について、国際学会(×2)および国内学会(×1)で発表を行った。近日中に論文をAtmospheric Chemistry and Physics誌に投稿予定。
佐藤薫教授(東京大学)らど共同で、「熱帯における太陽非同期潮汐の研究」に取り組んだ。高分解能気候モデル出カデータと衛星観測データを統合的に解析し、太陽非同期の大気潮汐波の励起・伝播・分布の全球的な構造を初めて明らかにした。この潮汐は大陸上に局在化した潜熱加熱によって励起される大気重力波と同定され、潮汐の三次元構造の理解を進める成果である。当研究の内容について、国際学会(×2)および国内学会(×1)で発表を行った。現在投稿論文を執筆中である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

日変動現象の時空間変動およびその重要性を明らかにすることが本研究の目的である。今年度は、オゾン日変動が衛星観測データに見られる"バイアス"の要因になっていることを突き止めた。さらに、気候モデルデータを用いて、大気潮汐の新しい描像を示すとともにその季節依存性を明らかにした。よっておおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

今年度はデータ解析に力点を置いた研究を行った。来年度は数値モデル実験などを適宜用いて、日変動場が気候場へ与える影響を定量的に見積もりたい。
一方、今年の研究を通じて、これまで"観測"値として用いられている日変動場に無視できない不確定性があることがわかってきた。また、日周期東進渦(過去の自身の研究で発見)の力学プロセスを明らかにする研究にも着手しつつある。来年度はこれらの問題についても取り組む予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Diurnal ozone variations in the stratosphere revealed in observations from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) on board the International Space Station (ISS) (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakazaki, T., M. Fujiwara, C. Mitsuda, K. Imai , N. Manago, Y. Naito, T. Nakamura, H. Akiyoshi, D. Kinnison, T. Sano, M. Suzuki, and M. Shiotani
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 118 ページ: 2991-3006
  • DOI: 10.10102/jgrd.50220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Validation of ozone data from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2013)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., N. Manago, C. Mitsuda, Y. Naito, E. Nishimoto, T. Sakazaki, M. Fujiwara, L. Froidevaux, T. von Clarmann, G. P. Stiller, M. Donal, R. Rong, M. G. Mlynczak, K. A. Walker, D. Kinnison, H. Akiyoshi, T. Nakamura, T. Nishibori, S. Mizobuchi, S. Ochiai, K. Kikuchi, H. Ozeki, C. Takahashi, H. Hayashi, T. Sano, M. Suzuki, M. Takayanagi, and M. Shiotani
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 118 ページ: 5750-5769
  • DOI: 10.1002/jgrd.50434
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interpretation of the vertical structure and seasonal variation of the diurnal migrating tide from the troposphere to the lower mesosphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakazaki, T. M. Fujiwara, and X. Zhang
  • 雑誌名: Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 巻: 105-106 ページ: 66-80
  • DOI: 10.1016/j.jastp.2013.07.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diurnal Variations of Stratospheric Ozone Measured by Ground-based Microwave Remote Sensing at the Mauna Loa NDACC site : Measurement Validation and GEOSCCM model comparison (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Parrish, I. S. Boyd, G. E. Nedoluha, P. K. Bhartia, S. M. Frith, N. A. Kramarova, B. J. Connor, G. E. Bodeker, L. Froidevaux, M. Shiotani, and T. Sakazaki
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics Discussion 巻: 13 ページ: 31855-31890
  • DOI: 10.5194/acpd-13-31855-2013
  • 査読あり
• [学会発表] Diurnal Variations in stratospheric O3 and HCI as observed by the Stratosphere Revealed in Observations from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: SPARC 5^<th> General Assembly
  • 発表場所: Queenstown
  • 年月日: 20140112-17
• [学会発表] Non-migrating tides appearing in a high resolution GCM (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: SPARC 5^<th> General Assembly, Queenstown
  • 発表場所: Queenstown
  • 年月日: 20140112-17
• [学会発表] Tropical non-migrating tides appearing in a high resolution GCM (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: 南極昭和基地大型大気レーダー計画(PANSY)研究集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-11
• [学会発表] Diurnal Ozone Variations in the Stratosphere Revealed in Observations from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) on Board the International Space Station (ISS) (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: 17th Conference on the Middle Atmosphere
  • 発表場所: Newport
  • 年月日: 20130617-21
• [学会発表] SMILESで観測されたO3, HCIの日変動 : (1)潮汐鉛直流の推定(2)太陽掩蔽観測のSunset-sunrise bias (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: 日本気象学会2013年度秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-21
• [学会発表] 高分解能GCMデータにおけるnon-migrating tides (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: 日本気象学会2013年度秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] 国際宇宙ステーションからの観測で明らかになった成層圏オゾンの日変動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂崎 貴俊
  • 学会等名: 育志賞研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-05