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

2012 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, 地球環境科学研究科(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, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (00360941) ; 西 憲敬 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (00222183) ; 荻野 慎也 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究員 (80324937) ; 宮崎 和幸 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究員 (30435838) ; 柴田 隆 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (70167443)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• 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現場観測により評価するために、鏡面冷却式水蒸気ゾンデとECCオゾンゾンデを主力測器とした高精度観測を実施し、TTL内で観測された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。本年度の研究成果は、複数の査読付き論文として発表したが、このような解析は使用する客観解析場に依存するため、結果の信頼性を向上させるとともに、サブグリッドスケール過程の評価や高時間分解能計算による気象場記述の高精度化を図るために、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、その結果得られた気象場を対象とした解析を行う準備を進めてきた。残念ながら、人手不足により作業の進展が遅れ、現時点ではこれに関する成果の論文発表には至っていない。一方、米国主体で計画されていた航空機による西部太平洋TTL観測が2014年1-2月と決定し、現場観測の実績のある我が国に対して検証観測を通した共同研究の積極的推進が国際的に要請されている。そこで、本研究課題の発展を志向しつつ、10月にハワイでTTLに関する日米セミナーを共催した。ここでは、学生・PDに発表機会を多く与えるとともに、日米の学生/PD同志が観測計画に関して討論し、その成果を発表する機会を設けることにより、日本の若手に大きな刺激を与えることができた。今後は、4次元同化場を用いた脱水過程の研究を推進するために、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の協力を得て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、未完に留まっているスプレッド情報の活用の研究に取り組みたい。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cold Trap Dehydration in the Tropical Tropopause Layer Characterised by SOWER Chilled-Mirror Hygrometer Network Data in the Tropical Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F., Y. Inai, M. Shiotani, M.Fujiwara, H. Vomel, N. Nishi, S.-Y. Ogino,T. Shibata, S. Iwasaki, N. Komala, T. Peter,and S. J. Oltmans
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 4393-4411
  • DOI: doi:10.5194/acp-13-4393-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydration in the tropical tropopause layer estimated from the water vapor match (2013)
  • 著者名/発表者名: Inai, Y., F. Hasebe, M. Fujiwara, M.Shiotani, N. Nishi, S.-Y. Ogino, H. Vomel,S. Iwasaki, and T. Shibata
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss. 巻: 13 ページ: 633-688
  • DOI: doi:10.5194/acpd-13-633-2013.
• [雑誌論文] On the use of the correction factor with Japanese ozonesonde data (2013)
  • 著者名/発表者名: Morris, G. A., G. Labow, H. Akimoto, M. Takigawa, M. Fujiwara, F. Hasebe, J. Hirokawa, and T. Koide
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 13 ページ: 1243-1260
  • DOI: doi:10.5194/acp-13-1243-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coordinating Observational Campaigns to Study the Tropical Tropopause Layer (2013)
  • 著者名/発表者名: Morris, G. A., A. Gettelman, and F. Hasebe
  • 雑誌名: Eos Trans. AGU 巻: 94 ページ: 91
• [雑誌論文] Seperation of zonally elongated large cloud disturbances over the western tropical Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamada, A., N. Nishi, and H. Kida
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: 91 ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intraseasonal variations in the tropical tropopause temperature revealed by cluster analysis of convective activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishimoto, E. and Shiotani, M.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 118 ページ: accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cirrus cloud appearance in a volcanic aerosol layer around the tropical cold point tropopause over Biak, Indonesia, in January 2011 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., M. Hayashi, A. Naganuma, N. Hara, K. Hara, F. Hasebe, K. Shimizu, N. Komala, Y. Inai, H. Voemel, S. Hamdi, S. Iwasaki, M. Fujiwara, M. Shiotani, S.-Y. Ogino, and N. Nishi
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: D11209
  • DOI: doi:10.1029/2011JD017029
  • 査読あり
• [雑誌論文] High supersaturation inside cirrus in well-developed tropical tropopause layer over Indonesia (2012)
  • 著者名/発表者名: Inai, Y., T. Shibata, M. Fujiwara, F. Hasebe, and H. Voemel
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 39 ページ: L20811
  • DOI: doi:10.1029/2012GL053638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold trap dehydration in the Tropical Tropopause Layer characterized by SOWER chilled-mirror hygrometer network data in the Tropical Pacific (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F., Y. Inai, M. Shiotani, M. Fujiwara, H. Voemel, N. Nishi, S.-Y. Ogino, T. Shibata, S. Iwasaki, N. Komala, T. Peter, and S. J. Oltmans
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss. 巻: 12 ページ: 25833-25885
  • DOI: doi:10.5194/acpd-12-25833-2012
• [雑誌論文] U.S.-Japan Bilateral Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of the Current Science and Future Observational Needs, 15-19 October 2012, Honolulu, HI, USA (2012)
  • 著者名/発表者名: Gettelman, A., K. P. Hamilton, G. A. Morris, F. Hasebe, and H. B. Selkirk
  • 雑誌名: SPARC Newsletter 巻: 40 ページ: 37-47
• [雑誌論文] Wave activity in the tropical tropopause layer in seven reanalysis and four chemistry climate model data sets (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., J. Suzuki, A. Gettelman, M. I. Hegglin, H. Akiyoshi, and K. Shibata
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: -
  • DOI: doi:10.1029/2011JD016808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Southern Hemisphere Additional Ozonesondes (SHADOZ) ozone climatology (2005-2009): Tropospheric and tropical tropopause layer (TTL) profiles with comparisons to OMI-based ozone products (2012)
  • 著者名/発表者名: Thompson, A. M., Miller, S. K., Tilmes, S., Kollonige, D. W., Witte, J. C., Oltmans, S. J., Johnson, B. J., Fujiwara, M., Schmidlin, F. J., Ogino, S-Y., Shiotani, M., et al.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: D23301
  • DOI: doi:10.1029/2011JD016911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water Vapor and Ozone Variations in the Tropical Tropopause Layer during the Central Equatorial Pacific Experiment Campaign (2012)
  • 著者名/発表者名: Koishi, K. and M. Shiotani
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: 90 ページ: 403-416
  • DOI: doi:10.2151/jmsj.2012-304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixtures of stratospheric and overshooting air measured using A-Train sensors (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, S., T. Shibata, H. Okamoto, H. Ishimoto, and H. Kubota
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: D12207
  • DOI: doi:10.1029/2011JD017402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous assimilation of satellite NO2, O3, CO, and HNO3 data for the analysis of tropospheric chemical composition and emissions (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., H. J. Eskes, K. Sudo, M. Takigawa, M. van Weele, and K. F. Boersma
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 12 ページ: 9545-9579
  • DOI: doi:10.5194/acp-12-9545-2012
  • 査読あり
• [学会発表] 雲頂高度データベースの作成と熱帯擾乱への適用(2) (2013)
  • 著者名/発表者名: 西 憲敬・濱田 篤・広瀬民志
  • 学会等名: 大気圏シンポジウム第27回
  • 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: 20130228-20130228
• [学会発表] Temporal variation of the cloud top height over the tropical Pacific observed by geostationary satellites (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishi, N., and A. Hamada
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) Fall meeting
  • 発表場所: Moscone Center (USA)
  • 年月日: 20121203-20121206
• [学会発表] The occurrence of thin cirrus clouds with the equatorial waves over the tropical Indian Ocean during CINDY2011/DYNAMO (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, J., M. Fujiwara, T. Nishizawa, R. Shirooka, K. Yoneyama1, I. Matsui, N. Sugimoto
  • 学会等名: American Geophysical Union (AGU) Fall meeting
  • 発表場所: Moscone Center (USA)
  • 年月日: 20121203-20121206
• [学会発表] Critical Outstanding TTL Questions: Ground Based Observations (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F. and T. Shibata
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] Ongoing Project Foci: SOWER (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F.
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] Analysis of the Tropical Tropopause Layer Using the Global Non-hydrostatic Atmospheric Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubokawa, H., M. Fujiwara, T. Nasuno, H. Miura, M. Yamamoto, M. Satoh
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] The Dehydration process in the Tropical Tropopause Layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaki, M. and F. Hasebe
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] Ozone variations over the Northern subtropical region revealed by ozonesonde observations in Hanoi (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ya Ogino, Masatomo Fujiwara, Masato Shiotani, Fumio Hasebe, Jun Matsumoto, Hoang Thi Thuy Ha and Nguyen Thi Tan Thanh
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] Satellite data assimilation of atmospheric composition (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K.
  • 学会等名: A U.S. - Japan Workshop on the Tropical Tropopause Layer: State of Current Science and Future Observational Needs
  • 発表場所: University of Hawaii (USA)
  • 年月日: 20121015-20121019
• [学会発表] 白鳳丸による東部太平洋赤道上での大気微量成分の総合観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木周司, 稲飯洋一, 中澤高清, 本田秀之, 飯嶋一征, 庄司泰弘, 松坂幸彦, 井筒直樹, 吉田哲也, 森本真司, 菅原敏, 豊田栄, 古谷浩志, 植松光夫, 松見豊, 長谷部文雄
  • 学会等名: 日本気象学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20121003-20121005
• [学会発表] 雲頂高度データを用いた熱帯上部対流圏における雲の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 憲敬, 濱田 篤, 広瀬民志
  • 学会等名: 日本気象学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20121003-20121005
• [学会発表] 熱帯インド洋の対流圏界面遷移層にみられた短周期擾乱による巻雲変動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木順子, 藤原正智, 西澤智明, 松井一郎, 城岡 竜一, 米山邦夫, 勝俣昌己, 杉本伸夫
  • 学会等名: 日本気象学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20121003-20121005
• [学会発表] 衛星観測データを統合した対流圏化学場の統合解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎和幸, Henk Eskes, 須藤健悟
  • 学会等名: 日本気象学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20121003-20121005
• [学会発表] 白鳳丸熱帯東部太平洋気球観測によるTTL上端大気のage推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲飯洋一,青木周司,本田秀之,菅原敏,森本真司,長谷部文雄,植松光夫
  • 学会等名: 日本気象学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 20121003-05
• [学会発表] Simultaneous assimilation of satellite NO2, O3, CO, HNO3 data for the analysis of tropospheric chemical composition and emissions (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., and H. Eskes
  • 学会等名: ESA ATMOS2012
  • 発表場所: Oud Sint Jan congress centre (Belgium)
  • 年月日: 20120618-20120622
• [学会発表] ハノイのオゾンゾンデ観測に基づく北半球亜熱帯域におけるオゾン変動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻野慎也, 藤原正智, 塩谷雅人, 長谷部文雄, 松本淳, Hoang Thi Thuy Ha, Nguyen Thi Tan Thanh
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 20120520-20120525
• [学会発表] Simultaneous assimilation of satellite NO2, O3, CO, and HNO3 data for the analysis of the tropospheric chemical composition (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., H. Eskes, and K. Sudo
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2012
  • 発表場所: Austria Center Vienna (Austria)
  • 年月日: 20120422-20120427
• [備考] SOWER/Pacific
  • URL: http://sower.ees.hokudai.ac.jp/