2016 Fiscal Year Research-status Report
発生初期における巻雲の氷晶発生・成長機構解明に関する実験的研究
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16K05558
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
折笠 成宏 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (50354486)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田尻 拓也 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (40414510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 氷晶発生機構 / 巻雲の微物理特性 / 詳細雲微物理ボックスモデル / 雲生成チェンバー実験 / 氷晶核 / 雲核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
氷晶核形成モード及び環境条件の違いによる巻雲内氷晶の生成・成長機構を解明するため、発生初期における巻雲の微物理特性を雲生成チェンバー等の室内実験施設により再現し、詳細雲微物理ボックスモデルによる定式化改良への反映に取り組む研究を実施している。実大気中に存在するエアロゾルは多種多様であり、特に巻雲は他の雲種と比較して低温・高々度で出現するため、巻雲内で働く氷晶発生機構は未解明の部分が多く、発生環境の違いによるインパクトも大きいと考えられる。
地上モニタリング観測システムを用いて、各種エアロゾルのほか実大気エアロゾルの雲核能・氷晶核能に関するデータ取得を各シーズンで継続し解析を行った。つくば地上で観測されたエアロゾル・雲核・氷晶核数濃度の変動については、国際会議や国内研究集会にて発表した。雲核能としての吸湿度、氷晶核能としての氷晶核活性化サイト数密度といった定式化改良に必要なパラメータに着目した解析から、雲生成チェンバーやボックスモデルの各手法による実験結果の相互比較が可能となった。
雲生成チェンバー室内実験は、上昇速度が比較的大きい事例を主にこれまで発表してきたが、巻雲発生時に起こりえる比較的小さい事例を設定して、エアロゾル二種の外部混合による再現実験を試行した。
ボックスモデル数値実験は、吸湿度や氷晶核活性化サイト数密度を導入したプログラム改良を行い、エアロゾル種や環境条件を変えた感度実験としてテストランを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的の一つは、氷晶核能・雲核能の定式化改良である。地上モニタリング観測システムを用いて各種エアロゾル単独での特性は概ね把握することができた。ただし、これらが混合した場合に雲粒・氷晶発生がどう変化するか、実際に確かめる必要があり、まずはエアロゾル二種が外部混合した事例で、雲生成チェンバー実験および詳細雲微物理ボックスモデルを用いた実験結果の比較解析を詳細に行うのが二年目以降の計画である。
-30℃以下の室内実験は冷凍機不調が原因してほとんど実施できなかったが、一年目の準備段階として、雲生成チェンバーによる標準粒子を用いた予備実験、ボックスモデルによるテストランは概ね達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き雲生成チェンバー実験により、エアロゾル種や環境条件の違いから、氷晶発生機構が異なる実験データの取得を行う。同時に、先行研究による知見を基に、詳細雲微物理ボックスモデルの定式化改良を行い、代表的な巻雲（エアロゾル種や環境条件）の設定でのコントロールランとして数値実験結果の特徴をまとめる。続いて、本研究の室内実験から得られた知見を基に更なる定式化改良を進め、先行研究を基にした実験結果との差異を議論しつつ再現性が改善された定式化を提案する。
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| Causes of Carryover |
実験消耗品に変更があったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験消耗品の一部に充てる。
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