2017 Fiscal Year Annual Research Report
極域中間圏冬期エコーの生成解明を通して探る大気素過程の研究
| Project/Area Number |
17H02969
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Polar Research |
|---|
Principal Investigator |
堤 雅基 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80280535)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 耕司 国立極地研究所, 研究教育系, 特任准教授 (60455475)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 超高層大気物理学 / 極域中間圏 / 南極 / 大気レーダー / 大気波動 / 大気乱流 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
PANSYレーダーとMFレーダーのそれぞれの中間圏領域（高度約50-90km）のエコーの出現特性についての詳細解析を行い、国際学会および国際学術誌に発表した。中間圏下部においては両レーダーともに夏期間は出現頻度が低く冬期間には高く、また短期的にも出現には明瞭な正相関がみられる。それぞれのレーダーの周波数は47MHzおよび2.4MHzでおよそ20倍の開きがあり、電波の散乱メカニズムとして従来の解釈ではそれぞれ乱流による屈折率勾配の乱れおよび層状の屈折率勾配変化が支配的なものとされていたが、MFレーダーにおいても空間スケールの大きな乱流が少なくとも冬期の電波散乱には大きな寄与を示しているものと考えられる。乱流の生成源として重要とされる大気重力波は冬期に活動度最大となることとも矛盾しない結果と言える。大気中の運動エネルギーは平均風や大気波動と言った大きなスケールの現象から、乱流の様な小スケールの現象を経て、最終的には熱エネルギーとして散逸すると考えられている。本課題により、大小スケールの乱流の振る舞いを２機のレーダーを併用して研究する意義が改めて示されたと言える。
並行して、PANSYレーダーによる乱流強度推定について、送受信ビームパターンを考慮した計算法の検討を進めた。
さらに、夜間の観測が困難となるPANSYレーダーの中間圏観測手法を補強するための流星エコー受信用の付加アンテナ装置の検討を進め、アンテナ配置および受信装置のデザインを概ね決定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PANSYレーダーとMFレーダーの中間エコーの特性比較は順調に研究が進み、代表を主著とした論文出版の形で成果を公表できた。乱流強度推定についても並行して検討を進めることができた。
2017年度内に流星エコー観測用の付加受信装置の検討を終える予定であったが、PANSYレーダーに時折原因不明のノイズが認められたことからその原因特定を先に進め、配分経費を繰り越し申請して研究を進めることとなった。ノイズ対策は無事終了し、付加装置の開発・購入も2018年度に執り行った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
PANSYレーダーによる乱流強度推定について学会・論文の形での成果まとめを行う。
検討の進んだ流星エコー観測用の付加装置を2018年末までに設置して観測を開始し、データ蓄積する。併せて得られたデータの解析環境を整える。
MFレーダーの整備を行い、乱流強度推定および電子密度推定の検討を進める。
最終的に、得られた乱流強度、電子密度、エコー強度の関係を調べて中間圏エコーの特性を確認し、さらに乱流生成源とされる大気波動の活動度との関連を調べ、大気中のエネルギーの流れに対する知見を得る。
|
