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2020 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

Research Project

Project/Area Number 17H02969
Research InstitutionNational 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  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (60455475)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords中間圏下部熱圏 / 大気重力波 / 大気乱流 / 極中間圏夏期エコー / 極中間圏冬期エコー / PANSYレーダー / MFレーダー
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに南極昭和基地大型大気レーダー(PANSYレーダー)を使って開発した乱流強度推定手法を用いて、中間圏における乱流強度推定を行った。成層圏突然昇温現象が中間圏の乱流強度に与える影響を評価し論文発表した。また、対流圏・成層圏において、PANSYレーダーの高機能観測能力(周波数領域干渉計)を生かした高空間分解能観測を実施し、乱流構造を可視化した解析を行い論文発表した。さらに、対流圏・成層圏領域における大気重力波活動度を解析し、波動エネルギーの間欠性の季節変化についての新しい知見を得て論文発表した。波動エネルギーの間欠性は、小スケール波動を陽に解析することが困難なモデル大気へのインプットとして重要な情報となる。
サブストーム現象により地球大気外から振り込む高エネルギー粒子が中間圏領域の電離に与える影響を、PANSYレーダーや人工衛星など各種観測装置のデータを総合的に解析して評価し論文発表した。
中間圏から下部熱圏におけるPANSYレーダー観測を強化するため、通常の中間圏観測データから流星エコーを抽出して風速観測する手法を実用化した。2021年3月から連続観測を開始し、これまでに安定した風速データを2年以上に渡り取得した。
MFレーダーを利用した流星エコー観測手法の改良を行い、中間圏から下部熱圏領域ではこれまでに前例のない高さの時間・水平空間分解能を持つ風速観測手法を実現した。空間スケールの小さな乱流領域の解析につながる手法と考えている。招待講演として本手法紹介を行った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Leibniz Institute of Atmospheric Physics(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Leibniz Institute of Atmospheric Physics
  • [Int'l Joint Research] UiT The Arctic University of Norway(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      UiT The Arctic University of Norway
  • [Journal Article] Characteristics of Gravity Wave Horizontal Phase Velocity Spectra in the Mesosphere Over the Antarctic Stations, Syowa and Davis2023

    • Author(s)
      Kogure Masaru、Nakamura Takuji、Murphy Damian J.、Taylor Michael J.、Zhao Yucheng、Pautet Pierre‐Dominique、Tsutsumi Masaki、Tomikawa Yoshihiro、Ejiri Mitsumu K.、Nishiyama Takanori
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 128 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2022jd037751

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kelvin‐Helmholtz Billows in the Troposphere and Lower Stratosphere Detected by the PANSY Radar at Syowa Station in the Antarctic2023

    • Author(s)
      Minamihara Yuichi、Sato Kaoru、Tsutsumi Masaki
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 128 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2022jd036866

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mesospheric ionization during substorm growth phase2022

    • Author(s)
      Murase Kiyoka他全27名、うち堤は9番目
    • Journal Title

      Journal of Space Weather and Space Climate

      Volume: 12 Pages: 18~18

    • DOI

      10.1051/swsc/2022012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weakening of Polar Mesosphere Winter Echo and Turbulent Energy Dissipation Rates After a Stratospheric Sudden Warming in the Southern Hemisphere in 20192021

    • Author(s)
      Kohma M.、Sato K.、Nishimura K.、Tsutsumi M.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 48 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2021gl092705

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Statistical Analysis of the Energy Dissipation Rate Estimated From the PMWE Spectral Width in the Antarctic2020

    • Author(s)
      Kohma M.、Sato K.、Nishimura K.、Tsutsumi M.、Sato T.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 125 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2020jd032745

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intermittency of Gravity Waves in the Antarctic Troposphere and Lower Stratosphere Revealed by the PANSY Radar Observation2020

    • Author(s)
      Minamihara Y.、Sato K.、Tsutsumi M.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 125 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2020jd032543

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] [PEM15-12] High resolution wind observations based on MF radar meteor echo measurements in the northern and southern mid-to-high latitudes2023

    • Author(s)
      Masaki Tsutsumi, Renkwitz Toralf, Chau Jorge
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MFレーダーを用いた流星エコー観測の新展開2023

    • Author(s)
      堤 雅基
    • Organizer
      京都大学 生存圏ミッションシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 昭和基地MFレーダーの流星エコー観測に基づく南極下部熱圏領域の大気重力波解析2022

    • Author(s)
      堤 雅基
    • Organizer
      第152回 SGEPSS総会および講演会
  • [Presentation] STUDY OF GRAVITY WAVE ACTIVITIES IN A WIDE HEIGHT RANGE OF 60-110 KM OVER SYOWA STATION, ANTARCTIC2022

    • Author(s)
      M. Tsutsumi
    • Organizer
      5th International ANGWIN Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary results from routine meteor wind observations as by-products of mesosphere turbulence measurements of PANSY radar, Antarctic2022

    • Author(s)
      Masaki Tsutsumi, Taishi Hashimoto, Koji Nishimura, Toru Sato, Masashi Kohma, Kaoru Sato
    • Organizer
      The 10th SCAR Open Science Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Long-term meteor wind observations as by-products of routine mesosphere measurements of PANSY radar, Antarctica2022

    • Author(s)
      Masaki Tsutsumi, Taishi Hashimoto, Koji Nishimura, Toru Sato, Masashi Kohma, Kaoru Sato
    • Organizer
      The 19th Annual Meeting of Asia Oceania Geosciences Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南極昭和基地大型大気レーダーに付加した受信システムに よる長期連続流星風観測2022

    • Author(s)
      堤雅基, 橋本大志, 西村耕司, 佐藤亨, 高麗正史, 佐藤薫
    • Organizer
      日本気象学会2022年度春季大会
  • [Presentation] Long-term meteor wind observations as by-products of routine mesosphere measurements of PANSY radar, Antarctica2022

    • Author(s)
      Masaki Tsutsumi, Taishi Hashimoto, Koji Nishimura, Toru Sato, Masashi Kohma, Kaoru Sato
    • Organizer
      Japan Geoscience Union meeting 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MFレーダー観測に基づく南極MLT領域風速場の水平構造の推定2021

    • Author(s)
      堤 雅基, 橋本 大志, 西村 耕司, 佐藤 亨, 高麗 正史, 佐藤 薫
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第150 回総会・講演会
  • [Presentation] 大型大気レーダーを中心とした観測展開から探る大気大循環変動2021

    • Author(s)
      堤 雅基, 佐藤 薫, 佐藤 亨, 中村卓司, 齋藤昭則, 冨川喜弘, 村耕司, 高麗正史, 橋本大志, 江尻省, 鈴木秀彦
    • Organizer
      中間圏・熱圏・電離圏 (MTI) 研究集会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 南極昭和基地大型大気レーダーによる電離圏沿磁力線不規則構造のイメージング観測2020

    • Author(s)
      香川大輔, 橋本大志, 齊藤昭則, 西村耕司, 堤雅基, 佐藤亨, 佐藤薫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Remarks] 南極昭和基地大型大気レーダー

    • URL

      https://pansy.eps.s.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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