| 研究概要 |
1.大気擾乱の観測
近年我々によって発見された常時地球自由振動の励起源として小林の提案した大気励起説と綿田や谷本らが提唱している海洋励起説がある.その問題に迫るため,本研究ではその励起メカニズムを詳細に検討するべく大気擾乱の観測を行った.平成15年度に開発を行った超音波風速計測システムを東京大学千葉演習林に設置させてもらい,引き続き観測を行った.それとは別に演習林に設置されている微気圧計記録との比較もおこなった.それによると気圧変動のスペクトル構造は周期200秒以上とそれ以下では構造が違っていることが分かった.動圧を直接検知している風速計のスペクトルには200秒でそのようなスペクトルの傾きに違いが見られずmHz帯で比較的なだらかなスペクトルになっていた.その解釈としては大気圧変動はメソスケールの気圧変動とローカルな大気擾乱(動圧効果)を区別していないが,風速変動は直接動圧を計測しているためだと言えよう.このmHz帯で緩やかで10mHz以上で急峻に落ちる風速スペクトルの構造は最近の大気励起モデルが抱えていた10mHz以上の過剰振幅予測という問題を解決する糸口と考えられる.
2.大気を含めたモード計算
常時自由振動の励起モデルの確立には大気まで含めた完全な地球自由振動を計算できる必要がある.そのために季節的な変動も示す大気も含めた地球モデルを作成し,新たに考案したモード計算法を使ってmHz帯の自由振動を計算した.地球の非弾性効果(Qの効果および大気上層で振動エネルギーの放射条件)のため固有値が複素数となるが,これまでの手法では固有値への収束が悪くなかなか容易な計算ではなかった.この新しいモード計算法では複素固有値への修正値を予測しすばやく収斂する.この効率の良さを活かし,月毎に平均したグローバルな大気構造を作成し,大気音波モード(OP29)とブランチクロスするOS29周辺の固体モードの固有値および固有関数を月別に計算した.その結果,夏の大気構造の方が固体モードと音波モードが近接しOP29の地表振動への影響が大きくなることが分かった.この結果は,観測されている常時自由振動のOS29の超過振幅を大気音波の寄与で説明できることを示唆し,大気擾乱による常時自由振動の励起仮説を支持する結果となった.その成果は地球惑星科学合同大会および米国のAmerican Geophysical UnionのFall meetingで発表した.
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