大気微量成分観測と4次元同化場解析による熱帯対流圏界層内脱水過程の解明

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21244072
• 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, 准教授 (00360941) ; 西 憲敬 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00222183) ; 荻野 慎也 海洋研究開発機構, 地球環境観測研究センター, 研究員 (80324937) ; 柴田 隆 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 教授 (70167443)
• キーワード: 気象学 / 地球観測 / 水蒸気 / 脱水過程 / データ同化 / 大気大循環 / 成層圏 / 対流圏界層

研究概要

熱帯対流圏界層(TTL)内脱水過程を解明し、熱帯成層圏水蒸気の長期トレンドを高精度ゾンデ観測により検出し、TTL水蒸気量と水平移流に伴う大気の温度履歴との対応を、同一大気塊の複数回観測(match観測)により明らかにすることがこの課題の目的である。そのための手法として、ゾンデデータを全球化学輸送モデル(CTM)と結合された大気大循環モデル(GCM)に同化し、サブグリッドスケール輸送過程の評価や高時空間分解能計算による気象場記述の高精度化を図る。本年度は、Biak, Tarawa, HaNoiでの水蒸気ゾンデ観測を予定通り実施するとともに、熱帯下部成層圏における水蒸気の長期トレンドの解析結果を論文として投稿した。脱水メカニズムに関する研究としては、鏡面冷却型水蒸気ゾンデCFHの応答遅延を定量的に確認するためにFLASH水蒸気ゾンデとの同時飛揚を試みたが、TTLにおけるCFHの動作に問題が発生し、次年度への継続課題となった。先行課題から一貫して取り組んできた水蒸気matchについては、解析の前段階として開発された、ゾンデ観測値に含まれる気圧誤差の評価法を論文として公表した。理想的なmatch対の同定法の開発はほぼ終了し、得られたmatch対の温度履歴と観測された水蒸気量との対応から、過飽和状態で存在可能な大気の相対湿度などを評価した。この結果は、論文として発表準備中である。4次元同化の利用については、地球シミュレータによるデータ同化研究を行っているグループと議論を重ねており、次年度中に計算を実施し解析に着手できる見込みである。これにより、移流中の大気塊の脱水量評価にアンサンブル計算が適用できるはずで、大きな一歩が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Decrease in depolarization of dust over populated areas of Eastern Asia observed by the space-borne lidar CALIOP (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Yi Yang
  • 雑誌名: Earozoru Kenkyu 25 ページ: 62-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifetime and longitudinal variability of equatorial Kelvin waves aronnd the tropical tropopause region (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, J., M.Shiotani, N.Nishi
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 115, D03103 ページ: doi : 10. 1029/2009JD012261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correction of radiosonde pressure and temperature measurements using simultaneous GPS height data (2009)
  • 著者名/発表者名: Inai, Y., F.Hasebe, K.Shimizu, M.Fujiwara
  • 雑誌名: SOLA 5 ページ: 109-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparisons of Brewer-Dobson Circulations diagnosed from Reanalysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., H.Hamada, K.Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of the Meteorological Society of Japan 87 ページ: 997-1006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance of a local ensemble transform Kalman filter for the analysis of atmospheric circulation and distribution of long-lived tracers under idealized conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114, D19304 ページ: doi : 10. 1029/2009JD011892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cirrus observations in the tropical tropopause layer over the western Pacific (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., S.Iwasaki, A.Shimizu, Y.Inai, M.Shiotani, F.Hasebe, (他7名)
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 114, D09304 ページ: doi : 10. 1029/2008JD011040
  • 査読あり
• [学会発表] 熱帯対流圏界面付近における東西非一様な温度構造の特性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 西本絵梨子, 塩谷雅人
  • 学会等名: 第25回大気圏シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市,JAXA宇宙科学研究本部
  • 年月日: 20100218-20100219
• [学会発表] CALIPSOで観測された北極PSC (2010)
  • 著者名/発表者名: 槙山恵子、柴田隆
  • 学会等名: 第14回大気ライダー観測研究会
  • 発表場所: 首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
  • 年月日: 2010-03-02
• [学会発表] CALIPSOとCloudSatのデータを用いた熱帯上部対流圏における巻雲の微物理特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上本智也、柴田隆
  • 学会等名: 第14回大気ライダー観測研究会
  • 発表場所: 首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
  • 年月日: 2010-03-02
• [学会発表] CALIPSOで観測された北極PSC (2009)
  • 著者名/発表者名: 槙山恵子、柴田隆
  • 学会等名: 日本気象学会2009年秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] 中高緯度対流圏界領域における高安定度・物質濃度勾配の形成機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎和幸、渡辺真吾、河谷芳雄、冨川喜弘、高橋正明、佐藤薫
  • 学会等名: 日本気象学会2009年秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] 全球・非静力学大気モデルNICAMの2006年12月MJO実験データを用いた対流圏界面領域の解析(1) (2009)
  • 著者名/発表者名: 久保川陽呂鎮, 藤原正智, 那須野智江, 佐藤正樹
  • 学会等名: 日本気象学会2009年秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] 熱帯圏上部対流圏における雲の微物理特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上本智也、柴田隆
  • 学会等名: 日本気象学会2009年秋季大会
  • 発表場所: アクロス福岡
  • 年月日: 20091125-20091127
• [学会発表] CALIPSO observed microphysical properties of dust over Eastern Asia (2009)
  • 著者名/発表者名: Yang, Y., T.Shibata
  • 学会等名: 6th Asian Aerosol Conference
  • 発表場所: Bangkok, The Imperial Queen's Park Hotel, Thail and
  • 年月日: 20091124-20091127
• [学会発表] Recent results from SOWER activities in the tropical Pacific (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F., M. Shiotani, M. Fujiwara, H.Vomel, N. Nishi, S.-Y. Ogino, T. Shibata,S. Iwasaki, H. Takashima, Y. Inai, K.Shimizu, K. Miyazaki, K. Yamazaki, T.Iwasaki, and S. Oltmans
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-26
• [学会発表] Simultaneous observations of humidity by CU-CFH and cirrus clouds by lidar in upper troposphere over Indonesia (2009)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T.
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-26
• [学会発表] Transport and mixing in the extratropical tropopause region in a high vertical resolution GCM (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.,S.Watanabe, Y.Kawatani, Y.Tomikawa, M.Takahashi, K.Sat
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-20091026
• [学会発表] Seasonal and intra-seasonal variations in ozone over the Northern subtropical region revealed by ozonesonde observations in Hanoi, Vietnam (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogino, S.-Y., M.Fujiwara, M.Shiotani, F.Hasebe, J.Matsumoto, H.T.Ha, N.T.Tan Thanh
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-20091026
• [学会発表] Seasonal to decadal variations of water vapor in the tropical lower stratosphere observed with balloon-borne frost-point hygrometers (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., F.Hasebe, M.Shiotani, H.Voemel, S.-Y.Ogino, S.Iwasaki, N.Nishi, T.Shibata, K.Shimizu, E.Nishimoto, J.Valverde-Canossa, H.B.Selkirk, S.J.Oltmans
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-20091026
• [学会発表] Analysis of the Tropical Tropopause Layer using the Nonhydrostatic Icosahedral Atmospheric Model(NICAM) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubokawa, H., M.Fujiwara, T.Nasuno, M.Satoh
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-20091026
• [学会発表] Transport and mixing in the extratropical tropopause region in a high vertical resolution GCM (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.,S.Watanabe, Y.Kawatani. Y.Tomikawa, M.Takahashi, K.Sat
  • 学会等名: The Extra-tropical UTLS : observations, concepts and future directions
  • 発表場所: NCAR, Boulder, CO, U.S.A.
  • 年月日: 20091019-20091022
• [学会発表] Performance of a local ensemble transform Kalman filter data assimilation system for the analysis of the atmospheric circulation and the distribution of long-lived tracers (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 学会等名: The 5th WMO Symposium on Data Assimilation
  • 発表場所: Melbourne Convention Exhibition Centre, Australia
  • 年月日: 20091005-20091009
• [学会発表] Comparisons of Brewer-Dobson Circulations Diagnosed form Reanalyses (2009)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, T., H.Hamada, K.Miyazaki
  • 学会等名: The 5th WMO Symposium on Data Assimilation
  • 発表場所: Melbonrne Convention Exhibition Centre, Australia
  • 年月日: 20091005-20091009
• [学会発表] Performance of local ensemble transform Kalman filter data assimilation system on analysis of long-lived tracer distribution in the troposphere and stratosphere (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 学会等名: MOCA-09 : IAMAS-IAPSO-IACS 2009 Joint Assembly
  • 発表場所: Palais des congres de Monteral. Canada
  • 年月日: 20090719-20090729
• [学会発表] Seasonal to long-term variations of water vapor in the tropical lower stratosphere observed with balloon-borne hygrometers (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., F.Hasebe, M.Shiotani, H.V_mel, S.-. Y.Ogino, S.Iwasaki, N.Nishi, T.Shibata, K.Shimizu, J.Valverde-Canossa, H.B.Selkirk, S.J.Oltmans
  • 学会等名: 17th Conference on Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics and 15th Conference on Middle Atmosphere
  • 発表場所: Stowe flake Mountain Resort & Spa, Vermont, USA
  • 年月日: 20090608-20090612
• [学会発表] データ同化を利用した流跡線計算高精度化の試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 土門優介, 宮崎和幸, 稲飯洋一, 長谷部文雄
  • 学会等名: 日本気象学会2009年春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20090528-20090530
• [学会発表] GPS高度データの利用によるラジオゾンデ気圧気温データの補正 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲飯洋一, 長谷部文雄, 清水健作, 藤原正智, Holger Voemel
  • 学会等名: 日本気象学会2009年春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20090528-20090530
• [学会発表] COSMIC掩蔽法を用いた熱帯対流圏の成層構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 西本絵梨子, 林寛生, 塩谷雅人, 高島久洋, 津田敏隆
  • 学会等名: 日本気象学会2009年春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20090528-20090530
• [学会発表] モンスーン時期の対流活動と関係した対流圏界面付近における温度構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西本絵梨子, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本気象学会2009年春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 20090528-20090530
• [学会発表] 掩蔽法観測データを用いた熱帯インド洋上部対流圏における準定在温度構造の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 西本絵梨子, 林寛生, 塩谷雅人, 高島久洋, 津山敏隆
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Seasonal variation of ozone over the Northern subtropical region revealed by ozonesonde observations in Hanoi (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogino, S.-Y., M.Fujiwara, M.Shiotani, F.Hasebe, J.Matsumoto, H.H.Hoang, N.T.Tan Thanh
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Seasonal to long-term variations of water vapor in the tropical lower stratosphere observed with balloon-borne hygrometers (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., F.Hasebe, M.Shiotani, H.Voemel, S.-Y.Ogino, S.Iwasaki, N.Nishi, T.Shibata, J.Valverde-Canossa, H.B.Selkirk, S.J.Oltmans
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20090516-20090521
• [学会発表] Quasi-stationary temperature structure in the upper troposphere over the tropical Indian Ocean inferred from COSMIC RO. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishi, N., E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani, H.Takashima, T.Tsuda
  • 学会等名: Fourth FORMOSAT-3/COSMIC Data Users Workshop
  • 発表場所: University Corporation for Research, Boulder, CO USA
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] 熱帯インド洋最上部対流圏における基本場と大規模擾乱の形態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 西本絵梨子, 林寛生, 塩谷雅人, 高島久洋, 津田敏隆
  • 学会等名: 第3回赤道大気レーダーシンポジウム(第129回生存圏シンポジウム)
  • 発表場所: 京都大学生存圏研究所
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 気球搭載水蒸気計により観測された熱帯下部成層圏の水蒸気の季節～長期変動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤原正智, 長谷部文雄, 塩谷雅人, Holger Voemel, 荻野慎也, 岩崎杉紀, 西憲敬, 柴田隆, 清水健作, 西本絵梨子, Jessica Valverde-Canossa, Henry Selkirk, Samuel Oltmans
  • 学会等名: 第3回赤道大気レーダーシンポジウム(第129回生存圏シンポジウム)
  • 発表場所: 京都大学生存圏研究所
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Quasi-stationary temperature structure in the upper troposphere over the tropical Indian Ocean (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishi, N., E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani, H.Takashima, T.Tsuda
  • 学会等名: 15th Conference on Middle Atmosphere
  • 発表場所: Stowe flake Mountain Resort & Spa, Vermont, USA
  • 年月日: 2009-06-08
• [備考]
  • URL: http://sower.ees.hokudai.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~f-hasebe/SOWER/