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2013 Fiscal Year Annual Research Report

成層圏突然昇温現象に伴う中間圏・下部熱圏の大循環変動過程の解明

Research Project

Project/Area Number 24340113
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

廣岡 俊彦  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90253393)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三好 勉信  九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243884)
河谷 芳雄  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 主任研究員 (00392960)
岩尾 航希  熊本高等専門学校, 共通教育科(八代キャンパス), 准教授 (80396944)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords成層圏突然昇温 / 中間圏 / 下部熱圏 / 半年周期振動 / 赤道波
Research Abstract

本研究は、成層圏突然昇温の過去の事例を衛星データや再解析データを用いて詳細に調べ、得られた結果を上記高度領域をカバーする数値シミュレーションモデルによる数値実験を通して検証することで、成層圏突然昇温と中間圏・下部熱圏大気との間の力学結合メカニズムを明らかにしようとするものである。本研究課題2年目に当たる今年度は、中間圏界面(高度約94km)までをカバーする衛星搭載測器であるMLSによる観測データに基づき、2004年以降2013年までの期間に解析年数を増やすとともに、解析領域も全球に拡大して緯度・経度格子点データを作成した。これを用いて、赤道域における中間圏界面までの高度領域を対象として、詳細な力学的解析を行った。その結果、これまであまり知られていなかった成層圏界面半年周期振動(同約50km)と中間圏半年周期振動(同約80km)の年々変動に関し、大規模突然昇温が生起した北半球冬季の振動の振幅が有意に大きくなること、その増幅には突然昇温生起に伴う残差平均子午面循環の駆動が寄与していること、中間圏界面付近にも別の半年周期振動が見られることなどの新しい成果を得た。さらに下部熱圏(同約130km)まで観測が可能な衛星搭載測器であるSABERによるデータの解析に着手した。一方、数値シミュレーションモデルを用いた数値実験に関しては、高度約90kmまでを対象領域とし、重力波を内部的に生成することが可能な鉛直高解像度モデルを用いて50年間の数値積分を行い、スペクトル解析などの初期解析を実施した。今後は、MLS、SABERデータに対し、赤道域大規模波動の活動度の解析を実施し、半年周期振動増幅機構の定量的解明を行うとともに、数値シミュレーション結果との比較を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

衛星データを用いた解析が予想以上に進展し、中間圏界面付近の赤道域半年周期振動の存在に加え、赤道域半年周期振動増幅と大規模突然昇温生起の関係を世界で初めて示すことができたため。

Strategy for Future Research Activity

衛星観測データに基づく赤道域大規模波動の活動度の解析を実施し、半年周期振動増幅機構の定量的な解明を行うとともに、数値シミュレーション結果との比較を通し、中間圏循環の変動形成のメカニズムを明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

昨年度に続き本年度も非常に興味深い成果が得られたので、これらを踏まえた研究の発展と、研究成果発表のための経費をより多く次年度以降に繰り越すことを考えて、助成金の次年度への使用額が生じた。
当初計画していた経費と合算することで、次年度以降により多くの経費を割くことを考えている。

  • Research Products

    (31 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Circulation changes in the stratosphere and mesosphere during the stratospheric sudden warming event in January 20092014

    • Author(s)
      C. Iida, T. Hirooka, N. Eguchi
    • Journal Title

      Journal of Geopysical Research

      Volume: 118 Pages: in press

    • DOI

      not yet assigned

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EOS/MLSデータに基づく成層圏・中間圏における半年周期振動の解析2014

    • Author(s)
      大羽田剛史, 飯田千尋, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Journal Title

      第7回MUレーダー・赤道レーダーシンポジウム講演集

      Volume: 7 Pages: 90-93

  • [Journal Article] Weakened stratospheric quasibiennial oscillation driven by increased tropical mean upwelling2013

    • Author(s)
      Y. Kawatani, K. Hamilton,
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 497 Pages: 478-481

    • DOI

      10.1038/nature12140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 南半球オゾン層破壊の気候への影響に関するWCRP特別ワークショップの報告2013

    • Author(s)
      廣岡俊彦,直江寬明,野口峻佑,飯田千尋
    • Journal Title

      天気

      Volume: 60 Pages: 533-538

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] クローズアップ「成層圏に地球温暖化シグナルを発見!」2013

    • Author(s)
      河谷芳雄
    • Journal Title

      パリティ

      Volume: 29 Pages: 44-48

  • [Presentation] Circulation changes up to the mesopause during sudden warming events

    • Author(s)
      T. Hirooka, C. Iida, N. Eguchi
    • Organizer
      WCRP Regional Workshop on Stratosphere-Troposphere Processes and their Role in Climate
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Kyoto, Japan
  • [Presentation] General circulation changes up to the mesopause during sudden warming events

    • Author(s)
      T. Hirooka, C. Iida, N. Eguchi
    • Organizer
      Joint DynVar/SNAP Workshop
    • Place of Presentation
      University of Reading, Reading, UK
  • [Presentation] 複数のゾンデ観測及びCMIP5モデルに現れた赤道準2年振動の長期トレンド

    • Author(s)
      河谷芳雄, K. Hamilton
    • Organizer
      日本気象学会2013年度春季大会
    • Place of Presentation
      代々木オリンピックセンター, 東京都
  • [Presentation] 成層圏突然昇温時における中間圏での大循環変動

    • Author(s)
      飯田千尋, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ, 千葉市
  • [Presentation] 赤道準2年振動と赤道域上昇流の長期トレンド

    • Author(s)
      河谷芳雄, K. Hamilton
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ, 千葉市
  • [Presentation] Upper atmosphere response to stratosphere sudden warming: local time and height dependence simulated by GAIA model

    • Author(s)
      Liu, H., 陣英克, 三好勉信, 藤原均, 品川裕之
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ, 千葉市
  • [Presentation] Origin and behavior of wavenumber 2 during vortex-splitting stratospheric sudden warming events in the Northern and Southern Hemispheres

    • Author(s)
      T. Hirooka, T. Ohata, H. Naoe, H. Mukougawa
    • Organizer
      Davos Atmosphere and Cryosphere Assembly DACA-13
    • Place of Presentation
      Congress Centre Davos, Davos, Switzerland
  • [Presentation] Circulation changes in the mesosphere during sudden warming events

    • Author(s)
      T. Hirooka, C. Iida, N. Eguchi
    • Organizer
      12th Scientific Assembly of IAGA
    • Place of Presentation
      Fiesta Americana Hotel, Merida, Mexico
  • [Presentation] Vertical coupling of the atmosphere-ionosphere system obtained by the GAIA model simulation

    • Author(s)
      Y. Miyoshi, H. Jin, H. Fujiwara, H. Shinagawa
    • Organizer
      12th Scientific Assembly of IAGA
    • Place of Presentation
      Fiesta Americana Hotel, Merida, Mexico
    • Invited
  • [Presentation] EOS/MLSデータに基づく成層圏・中間圏における半年周期振動の解析

    • Author(s)
      大羽田剛史, 飯田千尋, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      第7回MUレーダー・赤道レーダーシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学生存圏研究所, 宇治市
  • [Presentation] 数値モデル(GAIA)による中性大気密度の見積もり

    • Author(s)
      三好勉信, 藤原均, 東尾奈々
    • Organizer
      第57回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      米子コンベンションセンター, 米子市
  • [Presentation] Atmospheric science research in Kyushu University

    • Author(s)
      T. Hirooka
    • Organizer
      The 3rd International Congress on Natural Sciences
    • Place of Presentation
      Niigata University, Niigata, Japan
    • Invited
  • [Presentation] EOS/MLSデータに基づく成層圏・中間圏における半年周期振動の解析

    • Author(s)
      大羽田剛史, 飯田千尋, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      「異常気象と気候システム変動のメカニズムと予測可能性」研究集会
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス宇治おうばくプラザ, 宇治市
  • [Presentation] Predictability of stratosphere-troposphere dynamical coupling examined by JMA 1-month ensemble forecast

    • Author(s)
      H. Mukougawa, T. Hirooka, Y. Kuroda, S. Noguchi, M. Taguchi, S. Yoden
    • Organizer
      RIMS International Conference on Theoretical Aspects of Variability and Predictability in Weather and Climate Systems
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • Invited
  • [Presentation] 近年の海面水温・氷床変動が冬季の成層圏循環に及ぼす影響

    • Author(s)
      三好勉信, 小川泰信, 浮田甚郎, 中村哲, 山崎孝治, 本田明治, 岩本勉之
    • Organizer
      第4回極域科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立極地研究所, 立川市
  • [Presentation] EOS/MLSデータに基づく成層圏・中間圏における半年周期振動の解析

    • Author(s)
      大羽田剛史, 飯田千尋, 廣岡俊彦, 江口菜穂
    • Organizer
      日本気象学会2013年度秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター, 仙台市
  • [Presentation] 成層圏突然昇温に伴う中間圏・下部熱圏の応答

    • Author(s)
      田中孝, 三好勉信, 小川泰信
    • Organizer
      日本気象学会2013年度秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター, 仙台市
  • [Presentation] Effects of atmospheric waves on variations in the upper atmosphere by using an atmosphere-ionosphere coupled model

    • Author(s)
      Y. Miyoshi, H. Jin, H. Fujiwara, H. Shinagawa
    • Organizer
      International CAWSES-II Symposium
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Nagoya, Japan
  • [Presentation] Impact of the CO2 increase on the middle and upper atmosphere simulated by a GCM

    • Author(s)
      Y. Miyoshi, T. Nakamura, Y. Ogawa, Y. Tomikawa, H.Fujiwara, M. Tsutsumi, T. Tanaka
    • Organizer
      International CAWSES-II Symposium
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Nagoya, Japan
  • [Presentation] 成層圏突然昇温前後の中間圏力学場の変動(II)

    • Author(s)
      飯田千尋, 廣岡俊彦, 大羽田剛史, 江口菜穂
    • Organizer
      日本気象学会2013年度秋季大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター, 仙台市
  • [Presentation] 熱帯成層圏における水蒸気の年々変動

    • Author(s)
      河谷芳雄, K. Hamilton, Jae N. Lee
    • Organizer
      「地球流体における波動と対流現象の力学」研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学応用力学研究所, 春日市
  • [Presentation] Observed circulation changes up to the mesopause during sudden warming events

    • Author(s)
      T. Hirooka, T. Ohata, C. Iida, N. Eguchi
    • Organizer
      2013 AGU Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone Convention Center, San Francisco, USA
  • [Presentation] Observed circulation changes associated with sudden warming events up to the mesopause level

    • Author(s)
      T. Hirooka, T. Ohata, C. Iida, N. Eguchi
    • Organizer
      SPARC General Assembly 2014
    • Place of Presentation
      Millennium Hotel, Queenstown, New Zealand
  • [Presentation] Weakening stratospheric quasibiennial oscillation and trends in tropical mean upwelling

    • Author(s)
      Y. Kawatani, K. Hamilton
    • Organizer
      SPARC General Assembly 2014
    • Place of Presentation
      Millennium Hotel, Queenstown, New Zealand
  • [Presentation] Interannual variations of stratospheric water vapor in MLS observations and climate model simulations

    • Author(s)
      Y. Kawatani, J. N. Lee and K. Hamilton
    • Organizer
      PANSY International Meeting
    • Place of Presentation
      University of Tokyo, Tokyo
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K000733/index.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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