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2012 年度 実績報告書

気候システムにおける大気重力波の直接・間接効果の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22340134
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 薫  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90251496)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード大気重力波 / 大気大循環 / 中層大気 / オゾンホール / 極成層圏雲 / ロスビー波 / コリオリ力
研究概要

重力波特性を正確に表現するパラメタリゼーションの開発に必要な束縛条件を与えるための重力波の直接効果、間接効果の具体的かつ定量的描像を、高解像度大気大循環モデル、高解像衛星観測、化学気候モデル等の大量データを駆使し、解明することを目的として、今年度は特に次の研究を行った。
1.高解像度大気大循環モデルによるシミュレーションにおいて現れた成層圏突然昇温現象の詳しい解析を行い、その形成過程と消滅過程におけるプラネタリー波(ロスビー波)と重力波の役割を定量的に解明した。特に、消滅期(西風回復期)は2期に分けられ、初期においては中間圏における惑星規模不安定波の寄与が大きく、後期においては放射だけでなく重力波による加速が効いている可能性があることなど新しい事実が明らかとなった。
2.高解像度大気大循環モデルデータを用いて、南半球重力波の季節変化や水平分布を明らかにし、理論的な考察を行なった。その結果、水平鉛直2次元理論においては、水平に伝播しないとされる地形性重力波が3次元場においては、波数ベクトルに直交方向の平均流によって移流される効果が大きいこと、冬季極域成層圏中部に存在する安定度の不連続性により内部反射が起きることなどが明らかとなった。
3.地球回転の水平成分に起因するコリオリ力を考慮した沿岸捕捉波の特性を理論的に明らかにした。その結果、通常のケルビン波とは逆向きに伝播する捕捉波があること、地面付近に捕捉されるロスビー波があることなどがわかった。
4.国際宇宙科学研究所の重力波チームの研究活動において、衛星観測や重力波パラメタリゼーションを含む気候モデル、重力波解像大循環モデルによる重力波の全球分布の比較解析を行った。その結果、夏半球極域において、現在のパラメタリゼーションは重力波の振幅が強すぎることが明らかとなった。
以上の研究はいずれも国際学術誌に発表した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper-tropospheric clouds caused by blocking anticyclones in the Southern Hemisphere.2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kohma and K. Sato
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys.

      巻: 13 ページ: 3849-3864

    • DOI

      10.5194/acp-13-3849-2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of the horizontal component of the angular velocity of the Earth's rotation on inertia-gravity waves.2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yasuda and K. Sato
    • 雑誌名

      J. Met. Soc. Japan

      巻: 91 ページ: 23-41

    • DOI

      10.2151/jmsj.2013-102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kelvin and Rossby waves trapped at boundaries under the full Coriolis force.2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kohma and K. Sato
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 9 ページ: 9-14

    • DOI

      10.2151/sola.2013-003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Comparison Between Gravity Wave Momentum Fluxes in Observations and Climate Models2013

    • 著者名/発表者名
      M. A. Geller, M. J. Alexander, P. T. Love, J. Bacmeister, M. Ern, A. Hertzog, E. Manzini. P. Preusse, K. Sato, A. A. Scaife and T. Zhou
    • 雑誌名

      J. Climate

      巻: 26 ページ: 6383-6405

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-12-00545.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravity wave characteristics in the Southern Hemisphere revealed by a high-resolution middle-atmosphere general circulation model.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, S. Tateno S. Watanabe, and Y. Kawatani
    • 雑誌名

      J. Atmos. Sci.

      巻: 69 ページ: 1378-1396

    • DOI

      10.1175/JAS-D-11-0101.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of planetary waves and the formation of an elevated stratopause after a major stratospheric sudden warming in a T213L256 GCM.2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomikawa, K. Sato, S. Watanabe, Y. Kawatani, K. Miyazaki, and M. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 117 ページ: D16101

    • DOI

      10.1029/2011JD017243

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Beamforming Technique for Accurate Vertical Wind Measurements with Mult-channel MST Radar.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nishimura, T. Nakamura, T. Sato and K. Sato
    • 雑誌名

      J. Atmos. Oceanic Technol.

      巻: 29 ページ: 1769-1775

    • DOI

      10.1175/JTECH-D-11-00211.1

    • 査読あり
  • [学会発表] The driving mechanism of the residual circulation from a gravity-wave resolving GCM.

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, T. Kinoshita, and K. Okamoto
    • 学会等名
      SPARC Brewer-Dobson Circulation Workshop
    • 発表場所
      Grindelwald, Switzerland
  • [学会発表] TEM analysis and comparison on the BDC using reanalysis data sets.

    • 著者名/発表者名
      K. Okamoto, K. Sato, and M. Fujiwa
    • 学会等名
      SPARC Brewer-Dobson Circulation Workshop
    • 発表場所
      Grindelwald, Switzerland
  • [学会発表] Trend of frontogenesis function as one of gravity wave sources

    • 著者名/発表者名
      C. Tsuchiya, and K. Sato
    • 学会等名
      7th international workshop on long-term changes and trends in the atmosphere
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
  • [学会発表] Interhemispheric differences on the winter pole-equator connection in the upper stratosphere/lower mesosphere.

    • 著者名/発表者名
      K. Okamoto, K. Sato, and S. Watanabe
    • 学会等名
      Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR3)
    • 発表場所
      東京都, 未来館
  • [学会発表] Simultaneous occurrence of polar stratospheric clouds and upper-tropospheric clouds caused by blocking anticyclones.

    • 著者名/発表者名
      M. Kohma and K. Sato
    • 学会等名
      Third International Symposium on the Arctic Research (ISAR3)
    • 発表場所
      東京都, 未来館
  • [学会発表] Re-examination of observed gravity wave characteristics by using a high-resolution GCM

    • 著者名/発表者名
      K. Sato
    • 学会等名
      The 1st ANGWIN Workshop
    • 発表場所
      東京都, 国立極地研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] オゾン回復と二酸化炭素増加に対する中層大気の力学的応答

    • 著者名/発表者名
      岡本功太, Rolando R. Garcia, 佐藤薫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      千葉県,幕張メッセ国際会議場
  • [学会発表] 南極昭和基地大型大気レーダー計画の現状

    • 著者名/発表者名
      218.佐藤薫,堤雅基,佐藤亨,中村卓司,斉藤昭則,冨川喜弘,西村耕司,山岸久雄,山内恭
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      千葉県,幕張メッセ国際会議場
  • [学会発表] 地球角速度の水平成分に起因するコリオリ力による慣性重力波特性の変化

    • 著者名/発表者名
      安田勇輝,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] NICAMを用いた軸対称南極大陸周辺の大気擾乱の力学的研究

    • 著者名/発表者名
      野本理裕,佐藤薫,佐藤正樹
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] 北半球における極成層圏雲と上部対流圏の雲の関係

    • 著者名/発表者名
      .高麗正史,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] S 変換を用いた成層圏における重力波の水平構造の推定

    • 著者名/発表者名
      土屋主税,M. J. Alexandar,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] 南極昭和基地大型大気レーダー計画の現状 Current Status of Program of the Antarctic Syowa MST/IS Radar (PANSY)

    • 著者名/発表者名
      佐藤薫,堤雅基,佐藤亨,中村卓司,斉藤昭則,冨川喜弘,西村耕司,山岸久雄,山内恭
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] 慣性重力波とロスビー波に適用可能な3 次元残差流と波活動度flux

    • 著者名/発表者名
      木下武也,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] LES を用いた境界層日変化の再現と物質拡散及び雲に関する研究

    • 著者名/発表者名
      澁谷亮輔,大貫陽平,後藤裕,高麗正史,中西幹郎,小池真,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      茨城県,つくば国際会議場
  • [学会発表] 南極昭和基地大型大気レーダー計画(PANSY)の現状

    • 著者名/発表者名
      佐藤薫,堤雅基,佐藤亨,中村卓司,齊藤昭則,冨川喜弘,西村耕司,山岸久雄,山内恭
    • 学会等名
      第9回南極設営シンポジウム
    • 発表場所
      東京都,国立極地研究所
  • [学会発表] 成層圏ブリュワ・ドブソン循環の3次元構造と駆動メカニズム

    • 著者名/発表者名
      佐藤薫,木下武也,岡本功太
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
  • [学会発表] 赤道波に伴う3次元残差流と波活動度フラックス

    • 著者名/発表者名
      木下武也,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
  • [学会発表] 成層圏残差循環における重力波の重要性-再解析データ比較プロジェクト(S-RIP)-

    • 著者名/発表者名
      岡本功太,佐藤薫,藤原正智
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
  • [学会発表] 重力波励起源としての前線トレンド

    • 著者名/発表者名
      土屋主税,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
  • [学会発表] LESを用いた日変化する境界層内の慣性振動の力学特性の解明

    • 著者名/発表者名
      澁谷亮輔,中西幹郎,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • 発表場所
      北海道,北海道大学
  • [学会発表] 南極昭和基地大型大気レーダー観測の現状

    • 著者名/発表者名
      佐藤薫,堤雅基,佐藤亨,中村卓司,齊藤昭則,冨川喜弘,西村耕司,山岸久雄,山内恭
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第132回総会及び講演会
    • 発表場所
      北海道,札幌コンベンションセンター
  • [学会発表] 高解像度GCMを用いた中間圏渦位増大イベントの解析

    • 著者名/発表者名
      増田陽洋,岡本功太,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京,国立オリンピック記念青少年総合センター
  • [学会発表] AIRS高解像度温度データを用いた南半球冬季の成層圏における重力波の伝搬特性の解析

    • 著者名/発表者名
      土屋 主税,佐藤薫,M.J.Alexander,L.Hoffmann
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京都,国立オリンピック記念青少年総合センター
  • [学会発表] Program of the Antarctic Syowa MST/IS Radar (PANSY) - after one year continuous operation since 2012 -

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Masaki Tsutsumi, Toru Sato, Takuji Nakamura, Akinori Saito, Yoshihiro Tomikawa, Koji Nishimura, Masashi Kohma, Hisao Yamagishi, Takashi Yamanouchi
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京都,国立オリンピック記念青少年総合センター
  • [学会発表] 南極ブリザードの力学的研究 ―南大洋の低気圧と大陸地形の役割―

    • 著者名/発表者名
      野本 理裕,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京,国立オリンピック記念青少年総合センター
  • [学会発表] 自転角速度ベクトルの水平成分により境界に捕捉されるKelvin波とRossby波

    • 著者名/発表者名
      高麗 正史,佐藤薫
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京都,国立オリンピック記念青少年総合センター
  • [学会発表] くりこみ摂動法を用いた孤立渦対中における慣性重力波の自発的放射メカニズムの理論的解明

    • 著者名/発表者名
      安田 勇輝,佐藤薫,杉本憲彦
    • 学会等名
      日本気象学会2013年度春季大会
    • 発表場所
      東京都,国立オリンピック記念青少年総合センター

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公開日: 2015-05-28  

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