エルニーニョ気候変動がもたらす大気潮汐波動変化の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17KK0095
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: Liu Huixin 九州大学, 理学研究院, 教授 (70589639)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2023
• キーワード: 大気圏・電離圏結合 / エルニーニョ・南方振動 / 大気潮汐 / オゾン / 大気波動

研究実績の概要

対流圏と海洋間の相互作用現象であるエルニーニョ・南方振動(ENSO)が、高度100km から1000kmの超高層大気領域にまで影響を及ぼしていることが長期間の衛星観測から見出され、重要な関心を呼 ぶ研究テーマである。本研究はそのテリコネクションのメカニズムを明らかにすることが目的である。エルニーニョ・南方振動期間中降雨による水蒸気変 化に伴う放射熱と潜熱変動を数値シミュレーションで定量化し、大気潮汐波を変動させる原因を明らかにした。 また、エルニーニョ・南方振動によるオゾン変化の定量的貢献明らかにした。これによりエルニーニョ気候変動における海面から超高層までの結合過程が明らかになり、電離圏の宇宙天気予測の向上と 大気上下結合研究全体の新しい展開が期待される。
研究成果の学術的意義や社会的意義として、本国際共同研究では、世界に先駆けて、エルニーニョ・南方振動による超高層大気変動の生成機構の解明を行いました。アメリカ国立大気研究所のWACCM-X最先端大気モデルを駆使した数値シミュレーションによって、まだ研究が行われてないエルニーニョ・南方振動に伴う電離圏熱圏変動観測のギャップを埋め、上下大気結合力学過程が明らかになってきた。本研究により大気中の結合過程の全球描像を得ることで、この地球環境研究における新しい分野の構築と発展を促し、その成果は近い将来宇宙天気予測の向 上に繋がればと考えている。

研究成果

• [国際共同研究] 国立大気研究センター（NCAR）(米国) (2018)
  • 年月日: 2018-08-01 – 2019-03-31 | 2019-09-012019-09-30 | 2020-03-012020-03-30 | 2020-09-012020-09-30 | 2021-03-012021-03-30 | 2023-11-132023-11-20
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: 国立大気研究センター（NCAR）
  • 主な海外共同研究者名: Nick Pedatella
  • 部局: High Altitude Observatory
  • 職名: Scientist
• [雑誌論文] Evaluation of the Empirical Scaling Factor of Joule Heating Rates in TIE‐GCM With EISCAT Measurements (2024)
  • 著者名/発表者名: Gunzkofer Florian、Liu Huixin、Stober Gunter、Pokhotelov Dimitry、Borries Claudia
  • 雑誌名: Earth and Space Science 巻: 11 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2023EA003447
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of Tropospheric Ozone Modulation Due To El Nino on Tides in the MLT (2023)
  • 著者名/発表者名: Kogure Masaru、Liu Huixin、Jin Hidekatsu
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 50 ページ: １－１０
  • DOI: 10.1029/2023GL102790
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of Mesospheric Gravity Wave Drag on the Formation of Winter Helium Bulge in the Thermosphere (2023)
  • 著者名/発表者名: Ren Dexin、Lei Jiuhou、Liu Han‐Li、Wang Wenbin、Yue Jia、Liu Huixin
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Space Physics 巻: 128 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2022JA031022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term studies of the summer wind in the mesosphere and lower thermosphere at middle and high latitudes over Europe (2023)
  • 著者名/発表者名: Jaen Juliana、Renkwitz Toralf、Liu Huixin、Jacobi Christoph、Wing Robin、Kucha? Ale?、Tsutsumi Masaki、Gulbrandsen Nj?l、Chau Jorge L.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 23 ページ: 14871～14887
  • DOI: 10.5194/acp-23-14871-2023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Special issue “DynamicEarth: Earth’s interior, surface, ocean, atmosphere, and near space interactions” (2023)
  • 著者名/発表者名: Stolle C.、Baerenzung J.、Kronberg E. A.、Kusche J.、Liu H.、Shimizu H.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 75 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1186/s40623-023-01893-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Low Altitude Tailing Es (LATTE): Analysis of Sporadic‐E Layer Height at Different Latitudes of Middle and Low Region (2023)
  • 著者名/発表者名: Tang Qiong、Zhou Chen、Liu Huixin、Liu Yi、Zhao Jiaqi、Yu Zhibin、Hu Lianhuan、Zhao Zhengyu、Feng Xueshang
  • 雑誌名: Space Weather 巻: 21 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2022SW003323
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New Space Companies Meet a “Normal” Solar Maximum (2023)
  • 著者名/発表者名: Lugaz Noe、Liu Huixin、Carter Brett A.、Gannon Jennifer、Zou Shasha、Morley Steven K.
  • 雑誌名: Space Weather 巻: 21 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1029/2023SW003702
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Day-to-day variability of the equatorial ionosphere in Asian sector during August?October 2019 (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin、Otsuka Yuichi、Hozumi Kornyanat、Yu Tao
  • 雑誌名: Frontiers in Astronomy and Space Sciences 巻: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fspas.2023.1198739
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Solved and unsolved riddles about low-latitude daytime valley region plasma waves and 150-km echoes (2023)
  • 著者名/発表者名: Chau J. L.、Longley W. J.、Reyes P. M.、Pedatella N. M.、Otsuka Y.、Stolle C.、Liu H.、England S. L.、Vierinen J. P.、Milla M. A.、Hysell D. L.、Oppenheim M. M.、Patra A.、Lehmacher G.、Kudeki E.
  • 雑誌名: Frontiers in Astronomy and Space Sciences 巻: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fspas.2023.1091319
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long‐Term Support Is Needed for Crucial Ground‐Based Sensor Networks (2023)
  • 著者名/発表者名: Gannon J. L.、Morley S.、Lugaz N.、Liu H.、Carter B.、Zou S.
  • 雑誌名: Space Weather 巻: 21 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2023SW003529
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intriguing Aspects of Polar-to-Tropical Mesospheric Teleconnections during the 2018 SSW: A Meteor Radar Network Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Eswaraiah Sunkara、Seo Kyong-Hwan、Kumar Kondapalli Niranjan、Koval Andrey V.、Ratnam Madineni Venkat、Mengist Chalachew Kindie、Chalapathi Gasti Venkata、Liu Huixin、Kwak Young-Sil、Merzlyakov Eugeny、Jacobi Christoph、Kim Yong-Ha、Rao Sarangam Vijaya Bhaskara、Mitchell Nicholas J.
  • 雑誌名: Atmosphere 巻: 14 ページ: 1302～1302
  • DOI: 10.3390/atmos14081302
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Horizontal structure of convergent wind shear associated with sporadic E layers over East Asia (2023)
  • 著者名/発表者名: 10.Qiu, L. H., Lu, X., Yu, T., Yamazaki, Y., Huixin Liu, Sun, Y.-Y., Wu, H. N., Zuo, X. M., Yan, X. X., Yu, Y., and Qi, Y. F..
  • 雑誌名: Earth and Planetary Physics 巻: 7 ページ: 548～557
  • DOI: 10.26464/epp2023071
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Numerical Simulations of Metallic Ion Density Perturbations in Sporadic E Layers Caused by Gravity Waves (2023)
  • 著者名/発表者名: Qiu Lihui、Yamazaki Yosuke、Yu Tao、Becker Erich、Miyoshi Yasunobu、Qi Yifan、Siddiqui Tarique A.、Stolle Claudia、Feng Wuhu、Plane John M. C.、Liang Yu、Liu Huixin
  • 雑誌名: Earth and Space Science 巻: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1029/2023EA003030
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Future of Space Weather Prediction and Forecasting (2023)
  • 著者名/発表者名: Mannucci Anthony、Bortnik Jacob、Cid Consuelo、Gulyaeva Tamara、Liu Huixin、McGranaghan Ryan、Sharma A. Surjalal、Spence Harlan、Tsagouri Ioanna、Tsurutani Bruce、Verkhoglyadova Olga
  • 雑誌名: Vol. 55, Issue 3 (Heliophysics 2024 Decadal Whitepapers) 巻: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.3847/25c2cfeb.3ea9f658
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] long-term trend in the ionosphere over Japan and Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: CGS symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] long-term trend in the ionosphere over Japan and Antarctica (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: URSI2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DW1 tidal enhancements in the equatorial MLT during 2015 El Nino: the relative role of tidal heating and propagation (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: CEDAR workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Atmosphere-Ionosphere coupling and its role in space weather (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: SCOSTEP Presto workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] What happens to a cooled thermosphere? (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Huixin
  • 学会等名: AGU2023
  • 国際学会