[A-AS05] 成層圏・対流圏過程とその気候への影響

[AAS05-12] 成層圏-対流圏結合系の３次元最小限モデル枠組みにおけるQBO的振動の熱帯対流系への影響

*余田 成男¹、Hai Bui²、畔野 貴弘¹ (1.京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻、2.Geophysical Institute, University of Bergen)

放射-湿潤対流準平衡状態でQBOに類似した自励的振動を生じる成層圏-対流圏結合系の３次元最小限モデル枠組みについて発表する。その計算領域は、640 km x 160 kmの長方形（格子間隔 5 km； Bui et al., 2019）、あるいは、100 km x 100 kmの正方形（格子間隔 1 km）とし、非回転系で二重周期境界条件とする。時間発展とともに成層圏に周期約300日のQBO的振動が領域平均した両水平成分に現れる（図-左）。両成分は同期しており、水平風ホドグラフを描くと歪んだ螺旋構造の反時計回りの回転として特徴づけられる（図-右）。

　QBO的振動は振幅を大きく減じつつ対流圏に貫入し、約100日の時間スケールで変動する対流圏の気温偏差や降水に影響を及ぼしている。高降水量は高温と関連している。 この実験で、従来の速く移動するバックビルディング型およびスコールライン型の降水パターンに加えて、孤立的な純停滞型クラスターを得た。この純停滞型降水パターンは３次元モデルで初めて得られたものであり、鉛直断面スナップショットは低層雲が存在せず低湿度な領域の出現を示している。一方、速く移動する２つの降水パターンでは、非降水域を含む全領域にわたり低層雲が存在し高湿度である。湿潤対流システムの純停滞型降水パターンへの間歇的な自己組織化と、速く移動する２つの降水パターンへの回帰遷移が、３次元最小限モデル枠組みにおける自己集団化の基本的特徴である。

参考文献

Bui H., S. Yoden, and E. Nishimoto, 2019: QBO-like Oscillation in a Three-Dimensional Minimal Model Framework of the Stratosphere–Troposphere Coupled System. SOLA, 15, 59–62.