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第 187 回 大気海洋物理学・気候力学セミナー のおしらせ

日　時： 11月 13日(木) 午前 09:30
場　所： 低温科学研究所 3階 講堂

発表者：吉田 康平(地球圏科学専攻 大気海洋物理学・気候力学コース DC1)
題　目：熱帯対流圏界面気温の熱帯海面水温に対する応答：鉛直渦熱フラックス の寄与

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熱帯対流圏界面気温の熱帯海面水温に対する応答：鉛直渦熱フラックス の寄与-(吉田 康平) 発表要旨 :

帯対流圏界面(熱帯圏界面)は低温のために、熱帯圏界面を通過し、
成層圏に至る空気塊の水蒸気を凝結させ、結果として成層圏に乾燥をもたらす。
それ故、成層圏の水蒸気量をコントロールする役割を持つ、
熱帯圏界面気温の変動メカニズムを理解するのは重要となる。
熱帯圏界面気温は季節変動が卓越しており、その主要な変動メカニズムとして、
成層圏・中高緯度に伝播するプラネタリー波の効果(Holton et al.,1995など)と、
熱帯で経度非対称な対流により励起された波の効果
(Kerr-Munslow and Norton, 2006; Norton, 2006)が挙げられる。

本研究では大気大循環モデル(CCSR/NIES AGCM)を使用し、
熱帯海面水温(SST)分布が対流等を通して熱帯圏界面気温に与える影響を調べた。
行った数値実験はモデルで使用する気候値SSTに対し熱帯(15S-15N)において、
SSTの経度非一様(東西平均からのずれ)を増幅/減衰させた数値実験(S'runs)と、
SSTを一様に上昇/低下させた数値実験(S runs)である。

数値実験の結果、熱帯SSTの経度非一様を増幅/減衰させると、
熱帯圏界面気温が低下/上昇することが明らかになり、
温度変化に対しMatsuno-Gillパターン(Matsuno, 1966; Gill, 1980)に類似した
定在性の渦による鉛直熱輸送の影響が卓越することが示された。
これは従来提唱されて来た熱帯圏界面気温の変動メカニズムとは異なる新しい効果である。
また全ての実験で、熱帯50hPa付近において、
鉛直流による断熱温度変化に対応した気温の変化が見られた。
そして熱帯SSTの経度非一様はエルニーニョ南方振動(ENSO)と関係が深いため、
現実のENSOイベントが盛んな時期(1996年-1999年)の観測SSTを用いた数値実験と、
観測(ERA40)を比較した所、両者の類似と前述の数値実験の結果を支持する結果が得られた。


Abstract:
The tropical tropopause (TT) temperature is controlled both by the
midlatitude stratospheric pump and equatorial waves caused by tropical
convection. To understand how the TT temperature is influenced by
tropical convection, variations of TT temperature associated with
changes in the tropical sea surface temperature (SST) distribution are
examined with an atmospheric general circulation model (CCSR/NIES AGCM).
In one type of experiment, the zonal asymmetry of tropical SST is
changed (S' runs). In the other type of experiment, tropical SSTs are
changed uniformly (S runs).
For all experiments, adiabatic cooling or heating induced by changes in
the Brewer-Dobson circulation is dominant in the tropical lower
stratosphere (50 hPa), which is consistent with control by the
stratospheric pump. However, at the TT level (90 hPa), adiabatic effects
are not a primary factor. In S' runs, the enhancement (weakening) of the
tropical SSTs' zonal asymmetry causes cooling (warming) of zonal-mean TT
temperature via a vertical eddy heat flux associated with a Gill-type
equatorial wave pattern. These results show that the vertical eddy heat
flux is important for causing variations of zonal-mean TT temperature,
especially interannual variations associated with ENSO.

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