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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244072
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 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 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, 大学院・環境学研究科, 教授 (70167443) ; 山崎 孝治 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 教授 (70270791) ; 岩崎 俊樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80302074)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 地球環境システム / 成層圏組成変動 / 熱帯対流圏界層 / 脱水過程 / ゾンデ観測 / 過飽和度 / 同化場解析

研究概要

ゾンデを用いた現場観測により熱帯成層圏水蒸気量の長期トレンドを明らかにするとともに、熱帯対流圏界層(TTL)内を水平移流しながら巻雲を形成し凝結脱水中の大気の対氷過飽和度が80%に達する事例を見出した。また、観測された大気の水蒸気混合比とその大気の流跡線に沿って上流へ遡ることにより評価される最小飽和水蒸気混合比との比較解析により、TTL内を水平移流しながらゆっくり上昇する大気に働く脱水過程の観測的記述に初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Correction of the stepwise change observed at 0℃ in Meisei RS2-91, RS-01G, and RS-06G radiosonde relative humidity profiles (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugidachi, T., and M. Fujiwara
  • 雑誌名: J.Meteor. Soc
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ozone variations over the northern subtropical region revealed by ozonesonde observations in Hanoi (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogino, S.-Y., M. Fujiwara, M. Shiotani,F. Hasebe, J. Matsumoto, Thuy Ha T. Hoang,and Tan Thanh T. Nguyen
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 118 ページ: 3245-3257
  • DOI: doi:10.1002/jgrd.50348.
  • 査読あり
• [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] 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. Vomel
  • 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] Analysis of the tropical tropopause layer using the Nonhydrostatic Icosahedral Atmospheric Model (NICAM): 2. An experiment under the atmospheric conditions of December 2006 to January 2007 (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubokawa, H., M. Fujiwara, T. Nasuno, M.Miura, M. K. Yamamoto, and M. Satoh
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 ページ: D17114
  • DOI: doi:10.1029/2012JD017737.
  • 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] 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. Vomel, 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] Seasonal and interannual variability in the temperature structure around the tropical tropopause and its relationship with convective activities (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimoto, E., and M. Shiotani
  • 雑誌名: J. Geophys.Res. 巻: 117 ページ: D11209
  • DOI: doi:10.1029/2011JD016936
  • 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] Simultaneous assimilation of satellite NO_2,O_3, CO, and HNO_3 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
• [雑誌論文] Assessing the impact of satellite, aircraft, and surface observations on CO_2 flux estimation using an ensemble-based 4D data assimilation system (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T. Maki, P. K. Patra, and T. Nakazawa
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 116 ページ: D16306
  • DOI: doi:10.1029/2010JD015366.
  • 査読あり
• [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. Vomel, F. Hasebe, M.Shiotani, S.-Y. Ogino, S. Iwasaki, N. Nishi,T. Shibata, K. Shimizu, E. Nishimoto, J. M.Valverde-Canossa, H. B. Selkirk, and S. J.Oltmans
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 115 ページ: D18304
  • DOI: doi:10.1029/2010JD014179.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifetime and longitudina variability of equatorial Kelvin waves around the tropical tropopause region (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, J., M. Shiotani, and N. Nishi
  • 雑誌名: J.Geophys. Res. 巻: 115 ページ: D03103
  • DOI: doi:10.1029/2009JD012261.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Cloud-Top Height Estimation Method by Geostationary Satellite Split-Window Measurements Trained with CloudSat Data (2010)
  • 著者名/発表者名: Hamada, A., and N. Nishi
  • 雑誌名: J. Appl. Meteor.Climatol. 巻: 49 ページ: 2035-2049
  • DOI: DOI:10.1175/2010JAMC2287.1
  • 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,and T. Takano
  • 雑誌名: SOLA 巻: 6 ページ: 97-100
  • DOI: doi:10.2151/sola.2010-025.
  • 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, and O. Uchino
  • 雑誌名: SOLA 巻: 6 ページ: 69-72
  • DOI: doi:10.2151/sola.2010-018.
  • 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: J. Geophys.Res. 巻: 114 ページ: D19304
  • DOI: doi:10.1029/2009JD011892.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cirrus observations in the tropical tropopause layer over the western Pacific (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., S. Iwasaki, A. Shimizu, Y.Inai, M. Shiotani, F. Hasebe, I. Matsui, N.Sugimoto, H. Okamoto, N. Nishi, A. Hamada,T. Sakazaki, and K. Yoneyama
  • 雑誌名: J. Geophys.Res. 巻: 114 ページ: D09304
  • DOI: doi:10.1029/2008JD011040.
  • 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, and M.Fujiwara
  • 雑誌名: SOLA 巻: 5 ページ: 109-112
  • DOI: doi:10.2151/sola.2009-028.
  • 査読あり
• [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: 20121015-19
• [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] H.T.T.Ha,N.T.Tan Thanh,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
  • 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: 20120520-25
• [学会発表] Analysis of tropical cloud systems using a new cloud-top height data by geostationary satellite splitwindow measurements trained with CloudSat data (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishi N., A. Hamada, M. Ohigawa, and S. Shige
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Convention Center (San Francisoco, USA)
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] SOWER (Soundings of Ozone and Water in the Equatorial Region): Variability of temperature structure around the tropical tropopause (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiotani, M., and E. Nishimoto
  • 学会等名: WCRP Open Science Conference
  • 発表場所: Sheraton Denver DowntownHotel (Denver, USA)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] SOWER (Soundings of Ozone and Water in the Equatorial Region): Dehydration in the TTL estimated from the water vapor match (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shiotani, N. Nishi, S.-Y. Ogino, H. Vomel,T. Shibata, and S. Iwasaki
  • 学会等名: WCRP Open Science Conference
  • 発表場所: Sheraton Denver Downtown Hotel (Denver,USA)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] SOWER (Soundings of Ozone and Water in the Equatorial Region):Application of Data Assimilation to the Study of TTL Dehydration (2011)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, F., Y. Domon, K. Miyazaki, and Y. Inai
  • 学会等名: WCRP Open Science Conference
  • 発表場所: Sheraton Denver Downtown Hotel (Denver, USA)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Recent developments in chemical data assimilation for atmospheric gases and aerosols in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T. Sekiyama, T.Nakamura,M. Deushi, T. Maki, C.Kobayashi, H.Akiyoshi, K. Shibata, Y. Yokoo, M. Sawada,T. Nakazawa, S. Aoki, and T. Iwasaki
  • 学会等名: The 8th SPARC Data Assimilation workshop
  • 発表場所: Belgian Federal Science Policy Office(Brussels, Belgium)
  • 年月日: 2011-06-21
• [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(招待講演)
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2010-10-28
• [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] 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.Vomel, S.-Y. Ogino, S. Iwasaki, N. Nishi,T. Shibata, K. Shimizu, E. Nishimoto,J.Valverde-Canossa, H. B. Selkirk, and S.J. Oltmans
  • 学会等名: IGAC-SPARC Join Workshop
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館
  • 年月日: 20091025-26
• [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(茨城県)
  • 年月日: 20090528-30
• [備考]
  • URL: http://sower.ees.hokudai.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~f-hasebe/SOWER/