修士論文概要
地球大気・火星大気の北極振動とそれに関する波の活動及び外部強制力
地球大気の北極振動(AO)は冬季北半球で卓越する変動パターンで、気候変動、地球温暖化との関連から注目されている。AOの帯状平均した構造の維持に関しては準定常の順圧的な波の活動が重要であることが知られている。しかしながら、AOは帯状平均した構造の他に東西方向に偏った局所的な構造を持っており、その構造を維持するような波の活動については詳細に調べられていなかった。そこで、 NCEP/NCAR再解析データを用いてAOを維持しているような時期の局所的な波の活動について調べた。wave activity flux解析を行なった結果、ストームトラックから射出される波がAOの構造の維持に正のフィードバックを示した。
同じ流体の方程式に従う他の惑星大気で地球大気と似た現象を調べて比較することは、流体力学としての観点から興味がある。火星大気でも観測、大気大循環モデル(GCM)の出力結果から環状構造と地形に対応した局所構造を持つAOが既に知られていたが、その構造の維持に関しては明らかではなかった。観測データでは力学的なメカニズムを知るために十分なデータがないため、GCMを用いてAOの構造の維持について調べた。その結果、AOの構造の維持に地球と同様、波の強制力が重要であることが明らかになった。しかしながら、波の強制力に寄与する波は地球と火星で大きく異なっていた。地球では準定常の順圧的な波の寄与が重要であったが、火星では最も卓越する短周期の波数1の傾圧波が重要であった。また、火星大気のAOの局所構造の維持に関しては、短周期の波数1の傾圧波自身の振幅が山の下流側で局所的に強まることで説明され、ストームトラックから射出される波が重要な地球大気とは全く異なっていたと結論付けられた。
引用
- 山下陽介, (2006): 地球大気・火星大気の北極振動とそれに関する波の活動及び外部強制力, 平成17年度 東京大学大学院理学系研究科 修士論文, 63pp.
関連論文
- Yamashita, Y., T. Kuroda, M. Takahashi (2007): Maintenance of zonal wind variability associated with the annular mode on Mars,Geophys. Res. Lett., 34, L16819, doi:10.1029/2007GL030069.
- Yamashita, Y., H. L. Tanaka, M. Takahashi (2005): Observational analysis of the local structure of the wave activity flux associated with maintenances of the Arctic Oscillation index, SOLA, 1, 53–56, doi:10.2151/sola.2005-015.
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