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

2010 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・理学研究院, 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, 研究院 (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 / 地球環境 / 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発表した。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水蒸気ゾンデとの準同時飛揚を試み、その結果を解析中である。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、理想的なmatch対の同定法を開発し、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、地球シミュレーダによるデータ同化研究を行っているグループの協力を得て、実際の計算に着手し解析を始める予定であったが、人手不足により進行が遅れている。次年度には移流中の大気塊の脱水量評価にアンサンブル計算を適用し、遅れを取り戻したい。

研究成果

• [雑誌論文] Seasonal to decadal variations of water vapor in the tropical lower stratosphere observed with balloon-borne cryogenic frostpoint hygrometers (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., H.Voemel, F.Hasebe, M.Shiotani, S.-Y.Ogino, S.Iwasaki, N.Nishi, T.Shibata, K.Shimizu, E.Nishimoto, J.M.Valverde-Canossa, H.B.Selkirk, S.J.Oltmans
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115 ページ: D18304,doi:10.1029/2010JD014179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimodel assessment of the upper troposphere and lower stratosphere:Tropics and global trends (2010)
  • 著者名/発表者名: Gettelman, A., M.I.Hegglin, S-W.Son, J.Kim, M.Fujiwara, T.Birner, S.Kremser, M.Rex, J.A.Anel, H.Akiyoshi, J.Austin, S.Bekki, P.Braesike, C.Bruhl, N.Butchart, M.Chipperfield, M.Dameris, S.Dhomse, H.Garny, S.C.Hardiman, P.Joeckel, D.E.Kinnison, J.F.Lamarque, E.Mancini, M.Marchand, M.Michou, O.Morgenstern, S.Pawson, G.Pitari, D.Plummer, J.A.Pyle, E.Rozanov, J.Scinocca, T.G.Shepherd, K.Shibata, D.Smale, H.Teyssedre, W.Tian
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115 ページ: D00M08,doi:10.1029/2009JD013638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloud-Top Height Estimation Table by Geostationary SatelliteSplit-Window Measurements using CloudSat Data (2010)
  • 著者名/発表者名: Hamada, A., N.Nishi
  • 雑誌名: Journal of Applied Meteorology and Climatology 巻: 49 ページ: 2035-2049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Validation of the Dust Layer Structure over the Taklimakan Desert, China by the CALIOP Space-Borne Lidar Using Ground-Based Lidar (2010)
  • 著者名/発表者名: Jin, Y., K.Kai, T.Shibata, K.Zhang, H.Zhou
  • 雑誌名: Scientific Online Letters on the Atmosphere 巻: 6 ページ: 121-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the tropical tropopause layer using the Nonhydrostatic Icosa hedral Atmospheric Model (NICAM) : Aqua-planet experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubokawa, H., M.Fujiwara, T.Nasuno, M.Satoh
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115 ページ: D08102,doi:10.1029/2009JD012686
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport and mixing in the extratropical tropopause region in a high vertical resolution GCM.Part I : Potential vorticity and heat budget analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., S.Watanabe, Y.Kawatani, Y.Tomikawa, M.Takahashi, K.Sato
  • 雑誌名: Journal of the Atmospheric Sciences 巻: 67(5) ページ: 1293-1314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport and mixing in the extratropical tropopause region in a high vertical resolution GCM.Part II : Relative importance of large-scale and small-scale dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., K.Sato, S.Watanabe, Y.Tomikawa, Y.Kawatani, M.Takahashi
  • 雑誌名: Journal of the Atmospheric Sciences 巻: 67(5) ページ: 1315-1336
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-Pinatubo Evolution and Subsequent Trend of the Stratospheric Aerosol Layer Observed by Mid-Latitude Lidars in Both Hemispheres (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., B.Liley, T.Sakai, T.Shibata, O.Uchino
  • 雑誌名: Scientific Online Letters on the Atmosphere 巻: 6 ページ: 69-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-stationary temperature structure in the upper troposphere over the tropical Indian Ocean inferred from Radio Occultation data (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishi, N, E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani, H.Takashima, T.Tsuda
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115 ページ: D14112,doi:10.1029/2009JD012857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast-response high-resolution temperature sonde aimed at contamination-free profile observations (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K.,F.Hasebe
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 3 ページ: 1673-1681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloud-top height variability associated with equatorial Kelvin waves in the tropical tropopause layer during the Mirai Indian Ocean cruise for the study of the MJO-convection onset (MISMO) campaign (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, J., M.Fujiwara, A.Hamada, Y.Inai, J.Yamaguchi, R.Shirooka, F.Hasebe, T.Takano
  • 雑誌名: Scientific Online Letters on the Atmosphere 巻: 6 ページ: 97-100,doi:10.2151/sola.2010-025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifetime and longitudinal variability of equatorial Kelvin waves around 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 巻: 115 ページ: D03103,doi:10.1029/2009JD012261
  • 査読あり
• [雑誌論文] ライダーで観測された2009年サリチェフ火山噴火による成層圏エアロゾルの増加 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内野修, 酒井哲, 永井智広, 坂下卓也, 鈴木健司, 柴田隆, 森野勇, 横田達也
  • 雑誌名: 日本リモートセンシング学会誌 巻: 30 ページ: 149-156
  • 査読あり
• [学会発表] リモートセンシングは地球をどこまで斬ったか (2011)
  • 著者名/発表者名: 塩谷雅人
  • 学会等名: 第11回森羅万象学校
  • 発表場所: 休暇村支笏湖(北海道、千歳市)
  • 年月日: 20110213-20110315
• [学会発表] 東インドネシア成層圏下端に現れた揮発性エアロゾル層 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴田隆, 林政彦, 原圭一郎, 長沼歩, 原直子, 稲飯洋一, 長谷部文雄
  • 学会等名: 第15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: 2011-03-08
• [学会発表] Transport and mixing in the extratropical tropopause region in a high vertical resolution GCM (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., K.Sato, S.Watanabe, Y.Tomikawa, Y. Kawatani, M.Takahashi
  • 学会等名: AGU Chapman Conference on Atmospheric Gravity Waves and Their Effects on General Circulation and Climate
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 熱帯大規模東進波動の速度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 鈴木順子, 濱田篤, 塩谷雅人
  • 学会等名: 第25回大気圏シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所相模原キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] 熱帯対流圏界面・遷移層におけるKelvin波の伝播および砕波と関連したオゾン変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小石和成, 塩谷雅人, 鈴木順子
  • 学会等名: 第25回大気圏シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所相模原キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] ハノイ上空におけるオゾンの季節変動について (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻野慎也, 藤原正智, 長谷部文雄, 塩谷雅人, Hoang ThuyHa, Nguyen ThiTan Thanh
  • 学会等名: 熱帯大気研究会
  • 発表場所: 香川大学幸町キャンパス(香川県)
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Phase speed and period of equatorial Kelvin waves around the tropopause (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishi, N., J.Suzuki, A.Hamada, M.Shiotani
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 圏界面付近における赤道ケルビン波の速度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 鈴木順子, 濱田篤, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本気象学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 熱帯対流圏界面を通した物質交換 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷部文雄
  • 学会等名: 日本気象学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ(京都府) 招待講演
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] Potential impacts of GOSAT, CONTRAIL, and surface observations on c arbon flux estimation with an ensemble-based 4D data assimilation (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K
  • 学会等名: The Seventh Stratospheric Processes And their Role in Climate (SPARC) Data Assimilation (SPARC-DA7)
  • 発表場所: Exeter, England
  • 年月日: 2010-06-21
• [学会発表] 多地点特殊ゾンデ・ライダー観測による対流圏・成層圏の大気組成変動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻野慎也, 藤原正智, 長谷部文雄, 稲飯洋一, 柴田隆, 岩崎杉紀, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] 熱帯域乱層雲内の鉛直流分布に関する数値実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西憲敬, 安永数明, 山本真之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] 対流圏界面にみられる馬蹄形温度構造の変動特性と熱帯域の対流活動との関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西本絵梨子, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-28
• [備考]
  • URL: http://sower.ees.hokudai.ac.jp/