地球大気背景憂乱としての内部動波に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460047
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 深尾 昌一郎 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (30026249)
• 研究分担者: 佐藤 亨 京都大学, 工学部・電気工学第二教室, 講師 (60162450) ; 山本 衛 京都大学, 超高層電波研究センター, 助手 (20210560) ; 中山 大学 京都大学, 超高層電波研究センター, 講師 (30183982) ; 津田 敏隆 京都大学, 超高層電波研究センター, 助教授 (30115886) ; 加藤 進 京都大学, 超高層電波研究センター, 教授 (10025827)
• キーワード: 中層大気 / 内部重力波 / MSTレ-ダ-観測 / 波と平均流の相互作用 / スペクトル解析 / 運動量フラックス / ラジオゾンデ観測 / 大気鉛直成層

研究概要

本研究の目的である「地球大気中には内部重力波が普く存在し励起→伝播→砕波の一連の過程を通じて運動量を再分配している」という描家の確立のため、前年度(初年度)に得られた(I)内部重力波の普遍的特性(砕波・飽和を意味する鉛直波数-3乗則スペクトル;位相速度選別を意味する本来周波数の準単色性)、(II)内部重力波の普遍性の変動度(前述の普遍的法則の係数部分に見られる季節・高度変化)などの知見をバックに、以下のような手順で研究を進めた。
A.上記(II)で得られた変動度を詳細に把握するため、過去3年以上にわたるMUレ-ダ-観測資料を客観的に解析し、鉛直波数スペクトル・運動量フラックス・鉛直群速度・乱流強度(鉛直渦拡散係数)のそれぞれについて季節・高度変化を定量的に求めた。
B.対流圏〜成層圏領域におけるAの追認として、ラジオゾンデによる系統的同時観測を実施し、鉛直波数スペクトル・成層安定度(浮力周波数)などの季節・高度変化を定量的に求めた。
C.先述の(I)に基く内部重力波活動度ならびに砕波乱流拡散係数の、子午面・季節分布モデルを作成した。
以上の研究の結果、内部重力波の分布状態について次のような知見が導かれた:(1)MUレ-ダ-上空の対流圏〜成層圏領域おにいては、特に冬季において、内部重力波の上方伝播傾向・飽和・砕波乱流強化が顕著である;(2)これに対して中間圏領域では、夏季において、内部重力波の運動量フラックス・砕波乱流強度とも増す傾向にある;(3)普遍的特性をもつ重力波による鉛直渦拡散係数の計算値は過去の推定値と矛盾しない。
これらの研究の過程において、解析計算のためパ-ソナルコンピュ-タ-等を設備備品費により購入した。成果については、後述の既刊論文に取入れられている他、今後次々と論文として公表する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Tsuda,T.: "Diurnal non-mibrating tides excited by a differential heating due to landsea distribution" Journal of the Meteorological Society of Japan. 67. 43-55 (1989)
• [文献書誌] Fukao,S.: "Wind fluctuations near a cold vortex-tropopause funnel system observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 463-479 (1989)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Internal gravity wave selection in the upper troposphere and lower stratosphere observed by the MU radar:Preliminary results" Pure and Applied Geophysics. 130. 481-495 (1989)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "High time resolution monitoring of tropospheric temperature with a Radio Acoustic Sounding System(RASS)" Pure and Applied Geophysics. 130. 497-507 (1989)
• [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the moesosphere observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 605-616 (1989)
• [文献書誌] Yamamoto,M.: "Full-correlation analysis of turbulent scattering layers in the mesosphere observed by the MU radar" Pure and Applied Geophysics. 130. 605-616 (1989)
• [文献書誌] Kato,S.: "Non-migrating tides" Journal of the Atmospheric and Terrestrial Physics. 51. 673-682 (1989)
• [文献書誌] Tsuda,T.: "MST radar observations of a saturated gravity wave spectrum" Journal ofthe Atmospheric Sciences. 46. 2440-2447 (1989)
• [文献書誌] Sato,T.: "Ionospheric incoherent scatter measurements with the MU radar:Techniques and Capabillity" Radio Science. 24. 85-98 (1989)
• [文献書誌] Sato,T.: "Multi-beam pattern measurement of the MU radar antenna by satellite Ohzora" Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 41. 743-751 (1989)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "Picture of the global field of “quasi-monochromatic"gravity waves observed by stratospheric balloons and MST radars" Advances in Space Research. (1990)
• [文献書誌] Yamanaka,M.D.: "A perspective of middle-atmosphere dynamics (MAD) studies at the new international equatorial observatory(NIEO)" Advances in Space Research. (1990)