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第295回 大気海洋物理学・気候力学セミナー のおしらせ

日　時： 4月 27日(木) 9:30 - 12:00
Date ： Thu., 27 Apr. 9:30−12:00　
場　所： 環境科学院 D201室
Place ： Env. Sci. Bldg. D201

発表者：三村 慧(大気海洋物理学・気候力学コース/D3)
Speaker:Satoru Mimura(Course in Atmosphere-Ocean and Climate Dynamics/D3)
題目：熱帯対流圏界層内の高氷晶数密度巻雲の生成過程に関する考察
Title：Formation process of high-ice concentration cirrus in the Tropical Tropopause Layer
発表者：小林 慈英 (大気海洋物理学・気候力学コース/D2)
Speaker:Yasuhide Kobayashi(Course in Atmosphere-Ocean and Climate Dynamics/D2)
題目：閉じた矩形海洋における渦の軌跡と点渦理論による渦の軌道決定機構
Title： Trajecory of Eddies in a Closed Rectangular Oceanic Basin and its Determination Mechanism by Point Vortex Theory

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熱帯対流圏界層内の高氷晶数密度巻雲の生成過程に関する考察
（三村慧、Satoru Mimura）発表要旨:


全球地表面の10年規模の気温変動に寄与する成層圏水蒸気(Solomon et al., 
2010)の見積もりには、熱帯対流圏界層(Tropical Tropopause Layer; TTL)にお
ける空気塊の脱水過程の理解が重要である。脱水はTTL内の低温域で冷却された
空気塊中に氷晶が生成することで進行し、生成した氷晶はTTL内の巻雲として観
測される。氷晶の生成には、均質核生成と不均質核生成の二種類があるが、TTL
内で進行する氷晶生成過程の詳細は、十分に理解されていない。
　Jensen et al. (2013)は、NASAによるTTL内の航空機直接観測：Airborne 
Tropical Tropopause Experiment (ATTREX) 2011の結果から、厚さ10^1 m と非
常に薄く、かつ10^4 L^-1と高い氷晶数密度の巻雲を報告した。この巻雲の生成
過程の考察のため、等温位条件、単粒径の液滴エアロゾル粒径分布を仮定したボ
ックスモデルを用いて、大気の冷却率、初期水蒸気混合比、付着係数、エアロゾ
ル半径を変化させ、各条件下で生成する巻雲の最大氷晶数密度(Ni)を計算した。
その結果、巻雲の生成に必要な冷却率は3 ? 8 K h^-1であることがわかった。
　一方モデル計算の結果から、Niは各パラメータに対し、次のように変化した。
1.冷却率の増加に伴い増加
2.初期水蒸気混合比の増加に伴い減少
3.付着係数の増加に伴い減少
4.エアロゾル半径の増大に伴い減少し、特に半径0.5 μm以上で、エアロゾル半
径に大きく依存
このうち4からは、単粒径で与えたエアロゾル分布を、複数の粒径が混在する分
布に発展させた場合に、異なる粒径を持つエアロゾル間の相互作用により、Niが
変化することが示唆される。そこで次に、エアロゾル分布を単粒径から二粒径に
拡張し、異なる二つの粒径を持つエアロゾルの相互作用に着目して考察を行った。
冷却率、初期水蒸気混合比、付着係数を固定し、背景量が等しく粒径が異なる二
種類の液滴エアロゾルを、半径の大小で区別して、大粒径側と小粒径側それぞれ
の半径を変化させた結果、氷晶生成は大粒径側のエアロゾル半径に対する小粒径
側のエアロゾル半径の比が0.7となる付近に極大を持ち、この極大は大粒径側の
エアロゾル半径の増大に伴い増大した。さらに、小粒径側のエアロゾル背景量を
増加させると、極大の位置は0.7 より小さい値に変化するといった、興味深い特
徴を示した。



閉じた矩形海洋における渦の軌跡と点渦理論による渦の軌道決定機構
（小林慈英、Yasuhide Kobayashi）発表要旨:


Many mesoscale oceanic eddies were observed by recent satellite 
measurements. In this study, we have investigated the trajectory 
of an isolated anticyclonic eddy in a rectangular ocean basin 
using a β-plane reduced gravity model, since the eddy trajectory 
in a closed basin and its determination mechanism were still unknown.
The eddy translates westward initially until it collides with 
a meridional western boundary. Then it migrates clockwise 
along the western, northern and eastern boundaries and separates 
from the eastern boundary at a certain latitude. When the initial 
latitude of the eddy is near the northern boundary, the eddy 
returns to almost the initial position after the clockwise migration, 
while it is not the case when the initial latitude is further south. 
Such behavior has not been reported as far as we know. Then, we 
constructed a point vortex model including effects of mirror image 
and β-induced westward movement in order to demonstrate the eddy 
trajectory by Hamiltonian contour. Although the point vortex must 
translate along the same Hamiltonian contour, the eddy with a 
finite size cannot always translate along the same contour. 
It is shown that our new point vortex model including the eddy
size which is connected to the diffusive effect, can qualitatively 
represent the trajectories obtained by numerical experiments. 
In this seminar, we talk about these topics and new research results. 
We suggest that “Traverse Hamiltonian Contour Mechanism” is one of 
the dominant factors for the eddy translation.

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