MUレーダー超高分解能イメージング観測による微小乱流の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540455
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 福井工業大学
• 研究代表者: 深尾 昌一郎 福井工業大学, 工学部, 教授 (30026249)
• 研究分担者: 橋口 浩之 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90293943)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: リモートセンシング / 大気乱流 / 物質輸送 / シア不安定 / レーダー映像法 / ケルビン・ヘルムホルツ不安定 / KHI / 大気レーダー

研究概要

熱や物質の鉛直輸送に重要な寄与をするとされる大気乱流とその主要因であるケルビン・ヘルムホルツ(KH)不安定はそのスケールが小さいことから直接観測はこれまで困難であった。これをMUレーダーのイメージングモードによる超高分解能観測に加えて、多周波数帯レーダーとライダー観測を援用して、総合的に解析した。自由大気中におけるKH不安定の構造をかつてない高分解能映像観測で解析し、KHIと風速シアとの関係が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Kelvin-Helmholtz billows generated at a cirrus cloud base within a tropopause fold/upper-level frontal system (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, N. Nishi, J.-L. Caccia, S. Fukao, M. K. Yamamoto, T. Mega, H. Hashiguchi, T. Tajiri, and M. Nakazato
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 39 ページ: 04807
  • DOI: doi:10.1029/2011GL050120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extensive studies of large-amplitude Kelvin-Helmholtz billows in the lower atmosphere with the VHF Middle and Upper atmosphere radar(MUR) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fukao, H. Luce, T. Mega, and M. K. Yamamoto
  • 雑誌名: Q. J. R. Meteorol. Soc. 巻: 137 ページ: 1019-1041
  • DOI: doi:10.1002/qj.807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turbulence generation by Kelvin-Helmholtz instability in the tropical tropopause layer observed with 47-MHz range imaging radar (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Mega, M. K. Yamamoto, H. Luce, Y. Tabata, H. Hashiguchi, M. Yamamoto, M. D. Yamanaka, and S. Fukao
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 115
  • DOI: doi:10.1029/2010JD013864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observations of Kelvin-Helmholtz instability at a cloud base with the middle and upper atmosphere(MU) and weather radars (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, T. Mega, M. K. Yamamoto, M. Yamamoto, H. Hashiguchi, S. Fukao, N. Nishi, T. Tajiri, and M. Nakazato
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 115
  • DOI: doi:10.1029/2009JD013519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous observations of thin humidity gradients in the lower troposphere with a Raman lidar and the very-high frequency Middle-and Upper-atmosphere radar (2010)
  • 著者名/発表者名: Luce. H., T. Takai, T. Nakamura, M. Yamamoto, and S. Fukao
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Tech. 巻: 27 ページ: 950-956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wind observation around tops of midlatitude cirrus by the MU radar and Raman/Mie lidar (2009)
  • 著者名/発表者名: M. K. Yamamoto, T. Kishi, T. Nakamura, N. Nishi, M. Yamamoto, H. Hashiguchi, and S. Fukao
  • 雑誌名: Earth, Planets Space Letter 巻: 61 ページ: 33-36
  • 査読あり
• [学会発表] Structure and dynamics of air inhomogeneities in the environment of a cirriform cloud from balloon and high-resolution radar measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, S. Fukao, M. K. Yamamoto, H. Hashiguchi, T. Mega, T. Tajiri, and M. Nakazato
  • 学会等名: The 13th Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST/ST Radar
  • 発表場所: Kuhlungsborn, Germany
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Small scale turbulence and instabilities observed simultaneously by radiosondes and the MU radar (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Wilson, H. Luce, H. Hashiguchi, F. Dalaudier, S. Fukao, T. Nakajo, Y. Shibagaki, M. Yabuki, and J. Furumoto
  • 学会等名: The 13th Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST/ST Radar
  • 発表場所: Kuhlungsborn, Germany
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] A new field campaign for tropospheric turbulence studies with the MU radar and intensiveinsitu observations with RS92G Vaisala radiosondes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, R. Wilson, F. Dalaudier, N. Nishi, S. Fukao, M. Yabuki, H. Hashiguchi, J. Furumoto, Y. Shibagaki, and T. Nakajo
  • 学会等名: The 13th Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST/ST Radar
  • 発表場所: Kuhlungsborn, Germany
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] A new multi-instrumental campaign at Shigaraki MU Observatory(September 2011) for studying turbulence sources and characteristics in the lower atmosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Luce Hubert, Wilson Richard, Dalaudier Francis, Hashiguchi Hiroyuki, Yabuki Masanori, Furumoto Jun-ichi, Yamamoto Mamoru, Yamamoto Masayuki, Fukao Shoichiro, Nakajo Tomoyuki, Nishi Noriyuki, Fujiyoshi Yasushi, and Shibagaki Yoshiaki
  • 学会等名: 日本気象学会2011年度秋期大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Observations of Large-Amplitude Kelvin-Helmholtz Billows in the Earth's Atmosphere with the MU Radar (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fukao and H. Luce
  • 学会等名: International Symposium on Earth-science Challenges(ISEC)
  • 発表場所: Oklahoma, USA
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Advances in Science and Techniques for Ground-based Radar Remote-sensing of the Earth's Atmosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Fukao(Invited talk)
  • 学会等名: 2011 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS 2011)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] MUレーダーで観測された下層大気の大振幅ケルビン・ヘルムホルツ波の統計的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深尾昌一郎・H. Luce・妻鹿友昭・山本真之
  • 学会等名: 第128回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 那覇
  • 年月日: 20101000
• [学会発表] Large-Amplitude Kelvin-Helmholtz Billows observed with the MU Radar in the lower atmosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Fukao, H. Luce, M. K. Yamamoto, T. Mega, and H. Hashiguchi
  • 学会等名: International Symposium on the 25th Anniversary of the MU radar
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] MUレーダーによる対流圏・成層圏大振幅ケルビン・ヘルムホルツ波の高分解能観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深尾昌一郎・H. Luce・山本真之・妻鹿友昭・橋口浩之・山本衛
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] Imaging observations with the MU radar and an L-band wind profiler (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hashiguchi, M. Yamamoto, M. K. Yamamoto, S. Fukao, and H. Luce
  • 学会等名: International Symposium on Radar and Modeling Studies of the Atmosphere
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] MUレーダーとライダー同時観測で捉えられた巻雲にともなう晴天大気乱流 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深尾昌一郎・H. Luce・中村卓司・山本真之・山本衛
  • 学会等名: 第126回地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 50-MHz帯レーダーで観るケルビン・ヘルムホルツ不安定の構造とダイナミックス (2009)
  • 著者名/発表者名: 深尾昌一郎・山本真之・Hubert Luce・妻鹿友昭・橋口浩之・山本衛・田尻拓也・中里真久
  • 学会等名: 第3回赤道大気レーダーシンポジウム
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Characteristics of Kelvin-Helmholtz instabilities in the troposphere(up to～16km) seen by the MU radar in range imaging mode (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, S. Fukao, M. K. Yamamoto, T. Mega, M. Yamamoto, H. Hashiguchi, T. Tajiri, and M. Nakazato
  • 学会等名: The Twelfth International Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST Radar-MST12
  • 発表場所: London, Ontario, Canada
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] Mammatus and turbulence observations with the VHF MU radar, Ka-band and X-band radars during the TANUKI 2008 campaign (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, M. K. Yamamoto, T. Mega, M. Yamamoto, and S. Fukao
  • 学会等名: The Twelfth International Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST Radar-MST12
  • 発表場所: London, Ontario, Canada
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] MU radar and lidar observations of clear-air turbulence mammatus underneath cirrus (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, T. Nakamura, M. Yamamoto, and S. Fukao
  • 学会等名: The Twelfth International Workshop on Technical and Scientific Aspects of MST Radar-MST12
  • 発表場所: London, Ontario, Canada
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] MU radar and lidar observations of clear-air turbulence and mammatus underneath cirrus (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Luce, T. Nakamura, M. Yamamoto, and S. Fukao
  • 学会等名: The European Geoscience Union General Assembly 2009
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20090400
• [図書] Coupling Processes in the Equatorial Atmosphere(CPEA). Earth, Planets and Space, Society of Geomagnetism and Earth (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Fukao, M. Yamamoto, S. Gurubaran, N. Balan, and T. Nakazawa
  • 総ページ数: 167
  • 出版者: Planetary and Space Sciences(SGEPSS)
• [図書] 気象と大気のレーダーリモートセンシング(改訂第2版) (2009)
  • 著者名/発表者名: 深尾昌一郎・浜津享助
  • 総ページ数: 502
  • 出版者: 京都大学学術出版会