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本年度は、昨年度までに導出した対流圏界面高度の変化を記述する方程式に基づき、北極対流圏界面の季節変化を引き起こす要因を調べた。また、渦位に基づく対流圏界面について、その高度の時間変化を記述する方程式を検討した。
対流圏界面は、対流圏と成層圏の境界であり、通常、気温減率で定義される。先行研究において、北極域以外の緯度帯では、東西平均した対流圏界面高度は１年周期の変動を示す一方で、北極では、「冬と夏に高く、春と秋に低くなる半年周期変動」が卓越することが知られている。しかしながら、この半年周期変動のメカニズムは未解明であった。今回、対流圏界面高度の傾向方程式を適用し、北極域東西平均対流圏界面高度の半年周期変動の要因を定量化した。その結果、冬から春の変動は残差平均流と波の非定常性の季節変化で、夏から秋の変動は長波・短波放射の季節変化で、それぞれ説明されることが明らかとなった。
また、南極冬季においては、下部成層圏の低温のために、気温減率に基づく対流圏界面の定義が機能しないことが報告されている。そのため、気温減率の代わりに渦位に基づく対流圏界面高度の定義（力学的圏界面）が用いられることが多い。そこで、圏界面高度の傾向方程式を発展させ、力学的圏界面高度についての傾向方程式を導出した。これまでの傾向方程式との違いは、圏界面を渦位の不連続点であるとしてモデル化している点である。今後、この方程式の妥当性を再解析データに基づいて検証する予定である。
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