新理論に基づく大気大循環の3次元描像の解明
【研究分野】気象・海洋物理・陸水学
【研究キーワード】
中層大気大循環 / ロスビー波 / 大気重力波 / 波と平均流の相互作用 / 対流圏・成層圏・中間圏相互作用 / 南極大型大気レーダー（PANSYレーダー） / 高解像度大気大循環モデル / 大気再解析データによる重力波診断 / 大気大循環 / 大気の運動量収支 / 気象学 / 大気波動 / 物質循環 / 気候変動 / 重力波 / 成層圏 / 中間圏
【研究成果の概要】
3次元の波活動度フラックスとラグランジュ平均流の近似式に関する理論研究を行った。非定常波・定常波の両者に対して適用可能な定式化に成功した。理論式を用いて成層圏突然昇温や最終昇温に伴うラグランジュ平均流の3次元構造を調べ対流圏雲量への影響を議論した。南極大型レーダーや衛星の観測データを用いて成層圏・中間圏重力波の周波数特性やENSO、MJOによる変調を示した。高解像大気大循環モデルを用いて運動量収支を調べ、中間圏では対流圏起源の重力波強制による重力波・ロスビー波の発生が無視できず、3次元大気大循環の構造の理解には、重力波・ロスビー波・平均流の密接な相互作用が極めて重要であること明らかにした。
【研究の社会的意義】
本研究は、近年の観測技術や計算機技術の発展により、ようやく定量的な研究対象にすることできるようになった対流圏から中間圏に至る全中性大気の大循環の構造や維持機構を、3次元的側面にも着目して解明を進めたものであり、きわめて先駆的である。また、成層圏・中間圏の大循環は、オゾン等の大気微量成分の分布を決めると同時に、対流圏への影響も指摘されており、天気の季節予報の精度向上にも資すると考えられる。特に重力波パラメタリゼーションには不確定性が高く問題となっていたが、その改善に直接結びつく成果が得られた。
【研究代表者】