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近年、多くの地域で見られる異常気象は、地球上の中緯度地域を流れる「偏西風波動」と呼ばれる大気の強い流れが大きく蛇行したことにより、高気圧や低気圧が日本上空に停滞したことが原因であると考えられている。本研究の目的は、3層からなる水槽を用いた地球モデル実験装置を製作し、地球環境の変化によって引き起こされる偏西風波動の変化について様々な条件の下で詳しく調べることである。この実験装置の最大の特徴は、サーモグラフィーカメラで極上空の回転系からの熱画像と可視画像を同時に撮影することにある。
平成22年度はまず、地球モデルとして使用する水槽の材質や大きさ、モデルの適切な回転数などを検討するための実験を行った。試行錯誤をした結果、中緯度域の水槽内に偏西風波動に相当する蛇行する流れを発現させることに成功した。その後、地球環境の変化を想定し、中緯度域の温度や中緯度域の幅などの条件を変化させたときの偏西風波動の変化について実験を繰り返した。
本研究の結果から、次のような知見を得た。(1)偏西風波動の数は中緯度域の温度が増加すると減る傾向が見られた。このことから、極や赤道との温度差にはあまり依存せず、中緯度自体の温度に依存していることがわかった。
(2)回転数を上昇させると偏西風波動の数は多くなる傾向が見られた。(3)中緯度域の幅を狭くすると偏西風波動の数は増加する傾向が見られた。このことから、赤道や極の勢力の強弱によって偏西風波動が大きく影響を受けることがわかった。
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