| 研究課題/領域番号 |
25247075
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 薫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90251496)
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| 研究分担者 |
杉本 憲彦 慶應義塾大学, 法学部, 講師 (10402538)
木下 武也 独立行政法人情報通信研究機構, 総合データシステム研究開発室, 主任研究員 (20648638)
渡辺 真吾 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, ユニットリーダー (50371745)
三浦 裕亮 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70415991)
高麗 正史 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80733550)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 重力波 / ロスビー波 / 物質循環 / 成層圏 / 中間圏 |
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| 研究実績の概要 |
・重力波解像気候モデルデータを用いて太陽非同期1日周期潮汐波を物理空間で抽出し、これが、アフリカ大陸 ・ 南アメリカ大陸上の非断熱加熱により励起された内部重力波であることを明らかにした。加熱域の分布がほぼ東西波数4の構造を持つこと、加熱の位相が太陽同期することから、 励起された波は東向き波数3及び西向き波数5となる。太陽同期衛星観測により知られる電離圏の「波数4構造」はこのうちの波数3の波であることが明らかとなった。
・衛星観測データおよび再解析気候データを用いて、北半球成層圏突然昇温時に、波によって駆動された残差循環の下降流が強化されるに伴い、高緯度対流圏界面高度が下がり上部対流圏の雲量が減ることを明らかにした。3次元の残差循環を計算することで、これが東西平均だけでなく、経度的な対応も整合的であることがわかった。
・ジェットから重力波が自発的に放射され、重力波放射がジェットに反作用を与える様子を記述する理論モデルを、くりこみ群の方法を用いて構築した。数値モデルによるシミュレーションを行って、この理論モデルの予想が定量的にも正しい記述を与えることを確認した。
・PANSYレーダー（南極昭和基地大型大気レーダー）で観測された多重圏界面に着目し、これを非静力雲解像全球モデルで再現するのに成功した。再現実験データの詳細な解析のより、この多重圏界面は非線形性の強い高気圧や南極大陸の急峻な地形の効果によって発生し昭和基地付近に到達した慣性重力波によるものと断定できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
9に述べたように、3次元残差循環を用いて、成層圏突然昇温時の波強制によるラグランジュ的な下降流と対流圏の雲量の対応を明らかにできたこと、また、そのような循環をもたらす重力波のうち未解明な熱帯および極についての知見が得られたことなどの成果があった。これらは論文として出版にも至った。出版には至っていないが、成層圏最終昇温時の3次元循環に関する研究や、重力波の3次元伝播を考慮した新たなパラメタリゼーションの研究、中間圏冬季の傾圧順圧不安定の形成機構とその3次元構造に関する研究も、新しい成果が出つつあり、一部は論文投稿中である。以上のようにとうその計画以上に多くの研究成果を上げることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
11で述べた未発表の研究成果を論文としてまとめ出版する。また、高解像気候モデルで明らかとなった中間圏での不安定構造およびその解消過程の研究の発展として、長期の衛星観測を使った統計解析を行い、現実大気での特徴を明らかにする。極域中間圏の長期観測データを用いて重力波の年々変動をしらべ、それをもたらす物理機構を明らかにする。さらに、理論においては、非定常な循環形成の課題に着手する。
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