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中間圏・熱圏下部領域における一酸化窒素(NO)やH2O・HOXの光化学過程を組み込んだ大気大循環モデルを作成し、NOやH2O・HOXの空間・時間分布を解明するための研究を実施した。プラネタリー波の中間圏・下部熱圏での大気大循環への影響と、NOなどの大気微量成分変動に及ぼす影響について詳しく解析した。北半球冬季におけるプラネタリー波は年々変動が大きく、プラネタリー波の年々変動に伴い中間圏におけるNO濃度も年々変動することが分かった。NO濃度の年々変動には、プラネタリー波により中間圏・下部熱圏での子午面循環が激しく年々変動することが原因であることが分かった。そのため、高度30km以下の下層大気に、気象の再解析データを取り入れることの重要性が確認でき、再解析データを導入することで中間圏・下部熱圏での子午面循環の年々変動の再現性が可能となった。
さらに、H2OやHOXについては、大気大循環モデルに用いる光化学スキームの検討を行い、より現実的なH2O・HOX分布が得られるための光化学反応係数などの検証を行った。基本的なHOXの光化学スキームを導入し、簡略化したHOX分布のモデルでの再現を行った。
中間圏上部から熱圏下部領域では、大気重力波抗力による減速効果は、平均温度や風速に大きな影響を与える。実際、重力波抗力のパラメタリゼーションを変更すると、平均温度や風速が変化しそれに伴い、大気微量成分濃度も変化することが分かった。そこで、今まで使用していたLindzenタイプのパラメタリゼーションに変えて、Yigitのパラメタリゼーションを大気大循環モデルに導入した。その結果、中間圏・熱圏での大気潮汐内の伴う温度・風速変動が正確に表現できるようになり、NOをはじめとする大気微量成分のより正確な見積もりが可能となった。
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