[A-AS09] 成層圏・対流圏過程とその気候への影響

[AAS09-09] PANSYレーダーで観測された南極上空の大気重力波の統計解析

*時盛 瑛史¹、高麗 正史¹、佐藤 薫¹ (1.東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻)

キーワード：大型大気レーダー、大気重力波、対流圏・下部成層圏、南極

大気重力波は浮力を復元力とする大気波動であり、ロスビー波と比べて時間・空間のスケールが小さく、運動量を鉛直方向に運ぶ働きを持つ。大気重力波はジェットの位置・強さや、成層圏・中間圏の大循環やQBOなどの赤道域大規模振動に関与しており、季節予報を行う上でも重要な大気現象である。南半球では、極夜ジェットに向かうように重力波が収束しており、南緯60～70°は重力波の活動が強い領域になっている（e.g., Sato et al., 2009）。本研究は、南半球高緯度の大気重力波の力学特性の季節変化を明らかにすることを目的として、重力波に伴う3次元風速擾乱、及び運動量フラックスを推定できるPANSYレーダー（69.0°S, 39.6°E; Sato et al., 2014）の７年間（2015年10月～2022年9月）の観測データを用いた統計解析を行った。
本研究では、鉛直波長が6 km未満の擾乱と周期が1日未満の擾乱の２種類の擾乱を重力波として取り出し、それぞれの擾乱に対して高度1.5～20 kmにおける運動エネルギー、運動量フラックスなどのclimatologyに注目した。
東向きの運動量の鉛直フラックスは、1年を通じて高度1.5～3 kmで負の傾向、高度3km以上では背景東西風に依存する季節変化をする。高度15～20 kmでは秋から春にかけて大きな負の値をとる。北向きの運動量の鉛直フラックスは、1年を通じて高度1.5～5 kmで負の傾向である一方、高度5km以上では背景南北風が南向きであるときは正、北向きである時は負になる傾向にあることがわかった。
PANSYレーダーは直接鉛直風が観測できるため、水平成分の運動エネルギーへの寄与と鉛直成分の運動エネルギーへの寄与の比から、流れに乗って見た時の振動数（固有振動数）が統計的に推定できる。固有振動数の逆数は対流圏界面およびやや下（高度6～9 km）に極大があり、高度15～20 kmでは夏にも極大が見られた。また、短周期擾乱と短鉛直波長擾乱を比べると、固有振動数は短鉛直波長擾乱よりも短周期擾乱の方が大きいことがわかった。