大気微量成分観測とモデリングによる熱帯対流圏界層内脱水過程の解明

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15204043
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 長谷部 文雄 北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 教授 (00261735)
• 研究分担者: 塩谷 雅人 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50192604) ; 藤原 正智 北海道大学, 大学院地球環境科学研究院, 助教授 (00360941) ; 西 憲敬 京都大学, 大学院理学研究科, 助手 (00222183) ; 柴田 隆 名古屋大学, 大学院環境学研究科, 助教授 (70167443) ; 岩崎 俊樹 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (80302074)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: 熱帯 / 脱水過程 / 対流圏界層 / ゾンデ観測 / 数値モデル / 水蒸気 / 長期トレンド / 成層圏

研究概要

熱帯対流圏界層(TTL)内脱水過程を解明し、熱帯下部成層圏(TLS)水蒸気の長期トレンドを鏡面冷却型水蒸気ゾンデ観測により検出するために、2003年12月、2004年12月-2005年1月、2005年12月-2006年1月にオゾン・水蒸気ゾンデ観測を実施した。観測期間中、TTL/TLS領域の水蒸気に顕著なトレンドは見出されていない。脱水過程の解明を目的に、大気塊の移流経路に沿ってTarawa、Biak、Bandung、Kototabang、Hanoiに観測点を配置する共に、Koror付近に係留中の「みらい」に乗船して観測の機会を得た。下部TTL内で観測された大気塊の保持する水蒸気量とその大気塊の過去数日間の温度履歴との間には、よい対応が確認された。より精密な評価を行うには、同一大気塊を複数回観測するmatch法が有効である。ゾンデ観測値のもつ誤差の評価、客観的なmatch判定基準の確立、移流大気塊への対流雲貫入の評価、客観解析場のもつバイアスの評価など多くの注意点を念頭に、現在、慎重に解析を進めている。こうした水蒸気観測と相補的な観測として、ライダーによる巻雲の観測も実施した。これにより、ゾンデ観測された水蒸気分布における巻雲存在高度の推定や巻雲粒子周囲の気象条件の特定が可能になる。解析の結果、巻雲の存在と過飽和度との間に興味深い対応が見出された。この例については、更に詳細に解析中である。一方、モデリングの観点からの研究においては、等温位面上における質量の重み付き帯状平均という新しい枠組みの構築とそれを利用したオゾン輸送の解釈、大気微量成分分布再現実験において同化される気象変数への依存性の研究などが進展した。これらの成果は継続課題に引き継がれ、研究の更なる発展が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] The winter ozone minimum over the subtropical northwestern Pacific (2005)
  • 著者名/発表者名: Han, J.-Y.
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 83 ページ: 57-67
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diagnosis of meridional ozone transport based on mass weighted isentropic zonal means (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 62 ページ: 1192-1208
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The roles of transports in seasonal variation of total ozone amount (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 110・D18309 ページ: doi:10.1029/2005JD005900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The impact of changing meteorological variables to be assimilated into GCM on ozone simulation with MRI CTM (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 雑誌名: J. Meteorol. Soc. Japan 83 ページ: 909-918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] New characteristics of the tropical tropopause revealed by CHAMP/GPS measurements (2005)
  • 著者名/発表者名: Ratnam, M. V.
  • 雑誌名: SOLA 1 ページ: 185-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Correlations and emission ratios among bromoform, dibromochloromethane, and dibromomethane in the atmosphere (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokouchi, Y.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 110・D23309 ページ: doi:10.1029/2005JD006303
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The winter ozone minimum over the subtropical northwestern Pacific (2005)
  • 著者名/発表者名: Han, J., K.Yamazaki, M.Niwano
  • 雑誌名: J. Meteorol. Soc. Japan 83 ページ: 57-67
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Diagnosis of meridional ozone transport based on mass weighted isentropic zonal means (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T.Iwasaki
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 62 ページ: 1192-1208
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of transport in the seasonal variation of the total ozone amount (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T.Iwasaki, K.Shibata, M.Deushi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 110, D18309, doi:10.1029/2005JD005900
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The impact of changing meteorological variables to be assimilated into GCM on ozone simulation with MRI CTM (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T.Iwasaki, K.Shibata, M.Deushi, T.T.Sekiyama
  • 雑誌名: J. Meteorol. Soc. Japan 83(5) ページ: 909-918
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] New characteristics of the tropical tropopause revealed by CHAMP/GPS measurements (2005)
  • 著者名/発表者名: Ratnam, M.V., T.Tsuda, M.Shiotani, M.Fujiwara
  • 雑誌名: SOLA 1, 185-188, doi:10.2151/sola.2005-048
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Correlations and emission ratios among bromoform, dibromochloromethane, and dibromomethane in the atmosphere (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokouchi, Y., F.Hasebe, M.Fujiwara, H.Takashima, M.Shiotani, N.Nishi, Y.Kanaya, S.Hashimoto, P.Fraser, D.Toom-Sauntry, H.Mukai, Y.Nojiri
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 110, D23309, doi:10.1029/2005JD006303
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intraseasonal variations of water vapor and cirrus clouds in the tropical upper troposphere (2004)
  • 著者名/発表者名: Eguchi, N.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 109, D12106 ページ: doi:10.1029/2003JD004314
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Radiation balance of the tropical tropopause layer (2004)
  • 著者名/発表者名: Gettelman, A.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 109, D07103 ページ: doi:10.1029/2003JD004190
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dynamical properties of the tropical atmosphere derived from radiosonde observations at San Cristobal and Singapore (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F.
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 82 ページ: 1129-1145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Eliassen-Palm flux diagnosis based on isentropic representation (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, D.
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 61 ページ: 2370-2383
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Numerical Study on the Development of Tracers by Cumulus Convection in TOGA COARE (2004)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga, K.
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 82 ページ: 861-878
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intraseasonal variations of water vapor and cirrus clouds in the tropical upper Intraseasonal variations of water vapor and cirrus clouds in the tropical upper troposphere (2004)
  • 著者名/発表者名: Eguchi, N., M.Shiotani
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 109, D12106, doi:10.1029/2003JD004314
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Radiation balance of the tropical tropopause layer (2004)
  • 著者名/発表者名: Gettelman, A., P.M.de F.Forster, M.Fujiwara, Q.Fu, H.Voemel, L.K.Gohar, C.Johanson, M.Ammerman
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 109, D07103, doi:10.1029/2003JD004190
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dynamical properties of the tropical atmosphere derived from radiosonde observations at San Cristobal and Singapore (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F., H.Koyata
  • 雑誌名: J. Meteorol. Soc. Japan 82(4) ページ: 1129-1145
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Eliassen-Palm flux diagnosis based on isentropic representation (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, D., T.Iwasaki, S.Uno, M.Ujiie, K.Miyazaki
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci. 61 ページ: 2370-2383
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A numerical study on the detrainment of tracers by cumulus convection in TOGA COARE (2004)
  • 著者名/発表者名: Yasunaga, K., H.Kida, T.Satomura, N.Nishi
  • 雑誌名: J. Meteorol. Soc. Japan 82 ページ: 861-878
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Performance of the Meteolabor "Snow White" chilled-mirror hygrometer in the tropical troposphere (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M.
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol 20・11 ページ: 1534-1542
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Upper-tropospheric inversion and easterly jet in the tropics (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 108・D24 ページ: 4796, doi:10.1029/2003JD003928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Turbulence at the tropopause due to breaking Kelvin waves observed by the Equatorial Atmosphere Rader (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30・4 ページ: 1171, doi:10.1029/2002GL016278
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Seasonal and QBO variations of ascent rate in the tropical lower stratosphere as inferred from UARS HALOE trace gas data (2003)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 108・D24 ページ: 4794, doi:10.1029/2003JD003871
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The behavior of the Snow White chilled-mirror hygrometer in extremely dry conditions (2003)
  • 著者名/発表者名: Voemel, H.
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol. 20・11 ページ: 1560-1567
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Xelvin-Helmholtz instability around the tropical tropopause observed with the Equatorial Atmosphere Radar (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M. K.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30・9 ページ: 1476, doi:10.1029/2002GL016685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Correction to "Kelvin-Helmholtz instability around the tropical tropopause observed with the Equatorial Atmosphere Radar" (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M. K.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30・13 ページ: 1716, doi:10.1029/2002GL017791
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Performance of the Meteolabor "Snow White" chilled- mirror hygrometer in the tropical troposphere : Comparisons with the Vaisala RS80 A/H-Humicap sensors (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., M.Shiotani, F.Hasebe, H.Voemel, S.J.Oltmans, P.W.Ruppert, T.Horinouchi, T.Tsuda
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol. 20 ページ: 1534-1542
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Upper-tropospheric inversion and easterly jet in the tropics (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., S.-P.Xie, M.Shiotani, H.Hashizume, F.Hasebe, H.Voemel, S.J.Oltmans, T.Watanabe
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 108(D24), 4796, doi:10.1029/2003JD003928
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Turbulence at the tropopause due to breaking Kelvin waves observed by the Equatorial Atmosphere Radar (2003)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., M.K.Yamamoto, H.Hashiguchi, T.Horinouchi, S.Fukao
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30(4), 1171, doi:10.1029/2002GL016278
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Seasonal and QBO variation of ascent rate in the tropical lower stratosphere as inferred from UARS HALOE trace gas data (2003)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., K.Yamazaki, M.Shiotani
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 108(D24), 4794, doi:10.1029/2003JD003871
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The behavior of the Snow White chilled-mirror hygrometer in extremely dry conditions (2003)
  • 著者名/発表者名: Voemel, H., M.Fujiwara, M.Shiotani, F.Hasebe, S.J.Oltmans, J.E.Barnes
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol. 20 ページ: 1560-1567
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Kelvin-Helmholtz instability around the tropical tropopause observed with the Equatorial Atmosphere Radar (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M.K., M.Fujiwara, T.Horinouchi, H.Hashiguchi, S.Fukao
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30(9), 1476, doi:10.1020/2002GL016685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Correction to "Kelvin- Helmholtz instability around the tropical tropopause observed with the Equatorial Atmosphere Radar" (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M.K., M.Fujiwara, T.Horinouchi, H.Hashiguchi, S.Fukao
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 30(13), 1716, doi:10.1020/2002GL017791
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より