細氷

― ３．

成23

57 号

「011度第1回支部研究発表会要旨 ―日 時：成「36月8日

場 所：北海道大学

アラスの寒気流入

ンタン

水

14時40分 ～ 16時00分

学術交流会館小講堂

発生した雷につい・・・・・・・・・・・・・・・・・・10
北海道大学大学院工学研究院
早坂洋史
２.A.ﾌ ｸの最近13間の日照り 泥炭火災の発生関係 ・・・・・・・・・・1「北海道大学大学院工学研究科
３.ﾕ ｱﾝﾃ
早坂洋史

日本付近の冬季の温帯低気圧頻度 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14
北海道大学大学院理学研究院

４

同期回転惑星の大気循環の自転角

稲津
寺倉將
和敬

度依存性 ・・・・・・・・・・・・・・・・・16

北海道大学大学院理学研究院
九州大学大学院理学研究院
神戸大学大学院理学研究科- 9 -石渡中島納多
高橋西澤林

正樹
健介
哲史
芳幸
誠也祥介⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ® ÅM.A. XI^MėzċĘ :.@8 J]QL9¾¼ÏÐ:i8Đ'} 4ÝÚ-3#E

 J]QL9  9ĐÝÚ×£x    ¶9ĐÝÚs42004 5 2005 8: 2 Ąï4ÏÐ'ÝÚ2 ĉ4J]QL9¾¼đè9 10Ė8â¡/Eê   8   ¶9J]QLgćėzðê  !

45,000 km2 'Ó§-0*5*9ñ³H°ä8/E0@úìê  ! 9ēĘ49­+59Đ

ą~ê 20 ĉ9ĐUbRHw»-0 *9í½2004ÝÚsHå-020052007 9 3 a9ĐÝÚ¨:ĉê 12 d

4"10   BD ­9Đ:  ­ĒBD>D

8Ć-3%D9ê 3 d9ê 4 q9ÝÚ-3 ­8:ëÒ-05ÿ$E *9ĉ9eÃėÈ#0*576HÊ?4"E >0)9Ãăđ´ÂÃĘ4ÖàoÃ9¢¤Aæy*9l

A¦Á9w»KZN][49¿Āĕ&C9oÃAĕÃ9æy76:¬HÕ,F0#   ¶  ­9ôĐ¨:ê { ßøđ9ÃAË w8BEw»76Hö#Đ
ÝÚ¹nH"Eç °ä8-Ê?4"E   ¸Ă©4:2005  6 ¶769Đ'ÆÝ-0Ãă¹n82#3é9ØýÌ÷± GOES 9ÄõÃÇF9
ÛtH8ÙþHÉ@094/E
 J]QL9ĐÝÚ9Àû5ÝÚsJ]QLÏÐmf  5Üā&Cu¥-0  ¶&C   ¶>49ê
ßdp9ĐUbRHw»-0í½ĉê  d9Đ    ¶9ĐÝÚsėJ]QLgćĘ'ÝÚ-0    9 aHČ#09    ¶  ­9ĐÝÚ9w5ĐďĐÝÚ¨:ê d4"E*5Đ9ê Ė'  ¶  8   ¶  ­9ĐÝÚwHå-0 *9a¶ĉ8Ďg-3ÝÚ-3#E*5Đ9ÝÚ:

9­J]QLv4   9ĐÝÚ'ýÌ,F3J]QLÁÍ²ĉ9  ²ĒBD>DĐ9ÝÚWb

#E *F:ą~ê  ĉ9ĐýÌUbR9µĕ¨

M:  ²Ē4  ²Ē8:ëÒ/Es&CJ4"E ]QL9Đ:i8ÖĐ4"E*576'G&

Y^TMQò9|ªđJ]QLgćJ]QL

13#E ò9i8zr9ªđJ`L_TPz«&C9LVS>494"E*5'G&E   8    9ĐÝÚsHå-0  BD 9Đw&Ci7ĐÝÚ:z9¶g¯9WbM'µ9ĐÝÚ¨ė  Ę4"E*5 :  me9 2
9WbM'ê ! ­ĉč4Ú.3#E*5 : 29(7WbMÝÚmĊ !  9WbM'ù¨Ú.3#E*5 : ¶e¯BD
!  9WbM'Ąï-3ÝÚ-3#Ek'
ü35FE J]QL4:¶9Đ8BDÝÚ-0¾¼ÏÐ'Ĉ·ĉîï-Ó§đèH()-3#Es'"Di8 ¶g¯9ĐÝÚ8ãá-3#E    ¶  ­9ĐÝÚwėJ]QLvĘ   8   ¶  ­9÷±  9ÛtHå0 *9&CÞ)h#¢'ÝĆ-0èjď4"D<=gć9Î-#ôĐÑ5có-3#E*5'

G&E >0

g9\bO`9©9r8:Þ)07;)Ô'ü35FE'*F:¾¼ÏÐ8BEÔ4zº«&CĔ'#3#E*5'G&E      9ĐÝÚs̺̺⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ

  £  Kåäy ç\ga^náè   £n K±Ò°´W    £  K±Ò°K´WI   £  K  K±Ò°¡wYÆ?

B6nKÅ}LÔ©KÂw;TK±Ò°K´W

YÓ?E8V6É;H¼LÑåsÎF5nK4Lf]\dj`aKsÎYÓ?E8V6SU5\ga^IL5{Õ;T\ga^náNK±Ò°K´xK7CBo<X;V6{Õ;TK´xF7V=GG5±Ò°K´WL¯ÜÄæKæ8sÎFK×·ÊªF7V=GYÏ@VG5 £  I\ga^F   £  KåÃÁy

ÃÁ?B×·l¢R¹?8åKÃÁL5\ga^lÇNK±Ò°YrCB°K´x<~FÃÁ?B5

 \ga^K   £KåÃÁ½

GØ9V6=K°K´xISU5f]\dj`aK¢æ°¶L5 K  3;T  K  3OF5a^¸IÃà?Bt°;T1N2KK±Ò°

K¹Htm<×·>WE8B6

<|§;T\ga^ÐY­zU5\ga^nI   £l K±Ò°´WYÆ?B6\gáI´x?E8V¬<PEWV6 £l ;TnKÞÌ?EKåÃÁL5=K±Ò°KuËebkj<Ì?BÀÛISV5GØ9V6   £  K±Ò°´W \ga^K   £KåÃÁ½I  £n KK±Ò°¡wYÆ?B6

   £l K±Ò°´W

nKÍ:SML5ÞÌ¡wK×·ÊªYOG

Ï¿ f[h`5\ga^K«¨º»5¥QBRKF5\ga^¸IÃà?Bt°K|v;T°Ûq{µßá®ãÚÉ²5* ++  K¾K±Ò°<ic_kÐ{ÈKÔKÐI5,/&#5¤¦\ga^KåID8E5

à?B5\ga^náI³¾ÄI´WÝZF8V¥°Ûq{µßá®ãÚÉ²5çYpÙèK<ÖEWV6

* ++/, #(! ,/&#$,*-#$

L±Ò°¡wGåÃÁsÎYâJXABRK0-&!$%$$(/,*/,)'*"$--.!,!-!,# F5¯ÜÄ5±ÒKæ8Få<ÃÁ?E8Vo<Ö /, #(! ,/&#$,*-#$0-&EWV6) !$%$$(/,*/,)'*"$--.!,!-!,#

*'   

̺̺⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ 

N. ]`BbNCª ¾Ą}þą 3$81

bLb2ö->T_bF_\-2©ý¼ø2

 DbQSJB2F`YbLb13DbQSJB
2|AØ#'!2  ;=T_bF_\-3Ċ2½Æ2Ü 26ă57,600 km ¢*,>ï2

ċ°Ā1ÿørf%>x%0@)j±2ð0¸µúÔ1p*,ÈÂµ-9æº0iå,.?>ÄÅ3úÔã@?,>1990 mhĀ;=ú"?'

ćĆ°f«6-ßà%>!.@>!2x3

DbQSJBchõF`YbLb2ö->T_¨1 ¿72;1½ÆÄÅ;>92->

bF_\lï2[G_DKèÑĄÕeVHLda2¼+6j±6=©Ç=Ì¡à;10>.ÐúÔèÑn MRP .Òêą3&2y->

1f¼qf=½ÆjÊ#É:%

MRP 3ā£#áù 4  km 195.ç@?>¤0>'8->©Ç=6=f¼qrf%¼î1;=j±13½ÆjÊ#É:%0*'

>6-13LDZ_IĄ®ûą>'8"!2Þ¶MRP ~-3EaRd4=-0SST3#òÔÎ# °<ýÿ,ã

(Sea Surface Temperature)U_K10*,©Ç=

ÄÅ3  °f«6-à!.10>

ÔÎ%>( -9½ÆÄÅÔÎ%>;10*,   Óv.ý¼ø>  ²ì§-3Ô%>½ÆÄÅ.»í³o Ĉ1ó  û2°û2 SST Óv.ý¼ø2¥

2üñ A¹é#'»í³o.ÄÅÔÎË A¬×ÙAØ#' 2SSTÓv+2.7.!.

1%>'81sÏ#'OdL3©q2T_bF_j±2°ûý¼ø3Ćmm 1ï!.U_Kw2 SST1)°f«;=ÔÎĂâ.0=

\ÚÁ2»íOdL ä­-¹Ö"?' 1997 <Óv.j±.2÷0>!.9!.0/å,2©q2 NOAA . MODIS 2WMPKXMPĄÄ.?>

2)Ånf HS .ÒêąOdL NOAA 2 SST Óv Nino
3.4 3)->!?<OdL2z´Þ¶1ó¦1À>Íë·<2Öå9{½ÆÄÅ.»í³o.
üñ Ë1ý¼ø.2ütA¬×1#'F`YbLb2ÄÅÔÎx.©Ç= WMPKXMPÄÅ¦2¥Ù ć1ó û2WMPKXMPĄÄÅnf.Òêą¦2¥ÙAØ#'kgÛ¯Ý2EaRdR  ûWMPKXMPĄÄÅąÔÎ¦^ÔÎ#' 1F`YbLb-9æº0¸µ½ÆÄÅÔÎ#¦3 u1ô#'h-¦3EaRdR^ÃEaRdR^  WMPKXMP.¦ûý¼ø2ütSSTU_K->  ĉ1  ¦.ûý¼ø.2ütAØ#'ûý
¼ø.ÄÅ00>x7<?>

  ûWMPKXMPĄÄÅąÔÎ¦ WMPKXMPÄÅ¦2¥Ùĉ WMPKXMP.ý¼ø   1ó  û2 HS ¦2©|.hF`Y̺̺⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ  I^R`R[x>\R`RYx>
 q ?

x> x@ ~@kGLGn@fwqF9:2q AI^R`R[x@ x~@fwq=3C1J]X_N_v1MX

P\v@kif?  %%0@p5t67y5;<4D@5B<>ED28E?u9<1q A\R`RYx@ x ~@fwq=3D51J]

X_N_vT\_J\Zn@A1   %%0z=3D8>5B<>ED2q  I^R`R[x@fwq

x ~l|

$&#0!)(')+()!-+'%%,&!+!'&(!)*('&**0*+%H_QSKGrb rjgco++(.*(%( (!&'*#'"(.*%&,q  I^R`R[x@fwq!&/ +%
 a@U`Ld ++(...*)$&''-(*+x ~)!+&''!**+- +%$q  T\_J\Z@}@sh>VOPMWOP{@em̺̺細氷

日本付近

57 号

冬季

「011温帯低気圧頻度
稲津

1.

じめに温帯低気圧の活動度 大 い領域
北太 洋 北大西洋び ン 洋
あのう 冬季の北太 洋の温帯低気圧活動に注目した多くの研究さ
西高東低の気圧配置 強い 弱い
温帯低気圧活動 弱い 強いいう西太洋に け 関係
く知い(Nakamura et al., 2002) 近 精緻 さたラグラン ュ的 温帯低気圧活動度の見積もりに日本付近の冬季の温帯低気圧の経路に 日本海側 太洋側の つの極大値 あ こ
明にた Inatsu (2009)に
日本海側 太 洋側のスム高頻度域の合流地点 確 に温帯低気圧の併合
大 くい こ新た
ラッキング手法に明にさ た 本研究
冬季の温帯低気圧の頻度に注目
しの 均場の関係 調
温帯低気圧頻度の経 変動の主成分均場 の関係
タ解析にり本主題 調 た 本研究 用いた將・寺倉和敬北大院理

タ 気象庁再解析
タ JRA25/JCDASの 1979/80
2008/09の 12月
2 月の冬季 3 月間 あ
次に 新たに提案
領域
用いた 境界条件アンサン
実験に
本主題 調 た 本研究 用いた
気象庁/気象研究所の非静力学
水 格子 50 km 鉛直 38 層 11
月 15 日
翌 3月9日の期間 東経 100 度
180 度
び北緯 20 度
60 度の範含 領域に対し計算実行した
タ解析
び数値実験の結果 も温帯低気圧の頻度10 日以下のハ パス
タ 施した 850hPa の南
北風に対し 隣接閉領域 ラッキング手法(Inatsu 2009)に温帯低気圧の面的 軌跡 推定し こも に線密度計算した 以降 この線密度 温帯低気圧頻度 呼ぶ2.

データ解析
日本付近結果東経 110 度

150：JRA25/JCDAS 再解析
タ 用いた温帯低気圧頻度の経 変動の第 主成分の(a)空間構造(同時間変動に対自分自身 の回 係数 あり 陰影 5%
意 領域 示 )び(b)時間変動(た し規格 し い ) (c) 500hPaン
高度の第 1 主成分に対回‐14‐

細氷

57 号

度 北緯 20 度
60 度 に け 温帯低気圧頻度の経 変動に対主成分分
析の結果 あ日本付近の温帯低気圧頻度の気候値 確 に日本海 太 洋に極大 もつ( 略)経 変動の第 主成分の両極大のソ＝パタン
い第 主成分の寄与率
29.3% あり第 2 主成分の12%
あの時間変動に意い
近 の南岸低気圧の活発示唆
ン も見し し実際 温帯低気圧頻度の経 変動
時間 均基本場 の間に 意 相関関係
い( 2c)

3.

数値実験

結果

境界条件アンサン各実
験に け 温帯低気圧頻度 あ南岸低気圧 多い４冬 し2007/08
1983/84 2002/03
び 1994/95 少い４冬 し1989/90 1987/88
1986/87
び 1984/85 選ぶ( 2b)
次に数値
タ 用い 大気場 月
均
このの擾乱に分け領域に与え 境界条件 この 均場
擾乱の任意の組 合わ の足し算にり構成ここ
り南岸低気圧の多寡
均場 制御し い のあ い た た あ 擾乱 制御しい の理解こ
境界「011条件アンサン均
均場 擾
乱の足し算に組 合わ
行 た 12 の実験のう
均場 南岸低気圧の多いのものの組 合わに り行うの結果( 2)
均場 南岸低気圧の多い にし う 少 い にし う
温帯低気圧頻度に ほ差いのに対し 擾乱 南岸低気圧の多い
少い明に違いた2007/08 冬 1989/90 冬の 均場 擾
乱 用いた感度実験 し西側境界条
件の同 境界条件アンサン
タにもの 実施したの結果
2007/08 冬の 均場 1989/90 冬の擾乱の組 合わりも逆の組 合わ のほう 南岸低気圧頻度 多くた

4.

まとめ

タ解析 数値実験に り 日本付
近の温帯低気圧頻度 基本場に
西やく 初期擾乱に大 く影響さこ分
た 本研究結果
Inatsu and Terakura (2011)
しClimate Dynamics 改稿中 あ
謝辞：文部科学省科学研究費若手(B)18740293
び気候変動適応戦略研
究推進
グラム並びに環境省地球環境総合推進費 S-5-3 り研究資金 得た： 境界条件アンサン
各実験に け 温帯低気
圧頻度 南岸低気圧 多い４
冬 少 い４冬の大気場
月 均
このの擾乱に分け
均場 擾乱の任意の組 合わ の足し算に り領域の境界条
件 構成した 南岸低気圧(a)多いび(b)少 い 均場のアンサン均 同(c)多いび(d)少 い擾乱のアンサン
均‐15‐⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ

同期回転惑星の大気循環の自転角速度依存性
納多哲史 (神戸大 · 理学研究科), ∗ 石渡 正樹 (北大 · 理学研究院),
中島健介 (九大 · 理学研究院), 高橋芳幸 (神戸大 · 理学研究科), 森川靖大 (Parmy Inc.),
西澤誠也 (神戸大 · 理学研究科), 林祥介 (神戸大 · 理学研究科)

1. はじめに
これまでに発見された系外惑星の多くは中心星の近傍に存在し, 中心星の潮汐力により同期回転している, すなわち昼半球と夜半球が固定されていると予想されている (石渡, 2010). 光度が小さい恒星の周囲には, 惑星表面に液体の水の存在を許容する温暖な気候を持つ同期回転惑星が存在する可能性があるとして注目されている. このため, 大気大循環モデル (GCM)を用いた湿潤同期回転惑星に関する数値計算がいくつか行われてきた (Joshi, 2003; Merlisand Schneider, 2010). それらでは, 基本的に現在の地球の設定を用いて, 平衡状態における大気構造の調査が行われてきた. しかし, 大気構造のパラメータ依存性の調査はまだ十分に行われていない. そこで, 本研究では, GCM を用いて自転角速度を変更した数値実験を行い,湿潤な同期回転惑星の循環構造の多様性の調査を行った.

2. モデル
実験に使用した GCM は地球流体電脳倶楽部
大気大循環モデル dcpam5 (地球流体電脳倶楽部 dcmodel プロジェクト, 2011) である. 大気は乾燥大気 (非凝結性成分) と水蒸気 (凝結性成分) とから成る. 地表面は沼条件 (swampcondition) とした. 短波放射に対しては乾燥大気, 水蒸気ともに透明であり, 惑星放射に対しては水蒸気のみが灰色吸収を行う. 大気や雲による放射の効果は考慮していない. 積雲パラメ
タリゼーションには対流調節を用いた. 地表面のアルベドはゼロとした. 惑星半径, 平均地表面気圧は現在地球の値を用いた. 入射放射分布には, 西半球のみに日射が入射する同期回転日射分布を用いた. 自転角速度 (Ω) はゼロから地球の自転角速度の値 (ΩE ) までの 12 種類を用いた. 系の格子点数は東西方向, 南北方向, 鉛直方向にそれぞれ 64, 32, 16 である. 等温静止
大気に微小な温度擾乱を加えたものから 2000地球日間の積分を行った.

3. 結果
図 1 に, 特徴的な循環パターンが現われる Ω =0, ΩE /16, ΩE の場合の結果を示す.
図 1a は Ω = 0 の場合の地表面温度の分布である. 地表面温度は恒星直下点から同心円状に分布し, そこから離れるほど単調に減少する. この分布は, 昼半球の恒星直下点で上昇し夜半球の対蹠点で下降する昼夜間対流によってもたらされたものである. 東西風の分布においては,昼半球の上層から夜半球の上層へ, および夜半
球の下層から昼半球の上層へ向かう循環が見られる (図 1c). 降水は昼夜間対流の上昇域のみで起こっている (図 1b).

Ω = ΩE の場合の地表面温度の分布を 図 1g に示す. 昼半球から夜半球へ伸びる 2 種の高温領域が存在する. その 1 つは, 経度 0 度 (360 度)の緯度 ± 30 度域から西方向に夜半球に伸びるものである. 2 種目の高温領域は, 経度 180 度の緯度 ± 50 度域から, 北東方向に夜半球へ伸びるものである. 中緯度高温域では, 昼半球から夜半球に移動する擾乱に伴う降水も存在している (図 1h). この場合には, 赤道断面内では恒星直下点で上昇し上層で夜半球に向かう循環が存在する (図 1i) が, 南北風分布では昼夜間対流の存在は認められない (図は示さない).
Ω = 1/16 ΩE の場合の地表面温度を 図 1d に示す. 赤道上の経度 180 度から東向きに伸びる高温域が存在している. この高温領域の緯度幅は, 赤道ケルビン波の緯度幅と良く対応している. Ω = ΩE の場合と異なり, 夜半球の中緯度では降水が生じていない (図 1h). この場合

̺̺⣽ịࠉࠉྕࠉࠉ

では, 赤道域の σ = 0.5 面より上層のほとんど領域において西風となっており, スーパーローテーションが発生している (図 1f).

4. まとめ同期回転条件にある湿潤惑星において自転角速度を変更した数値実験を行い, 大気構造を求めた. その結果, 大気循環のパターンには, 昼夜間対流が卓越するもの, 赤道波が顕著となるもの, 夜半球中緯度域に降水をもたらす擾乱が発生するもの, の 3 通りがあることがわかった.
今回は示していないが, Ω が 0 から ΩE までの範囲で行った他の実験でも, 大気循環のパターンは上記の 3 つに大別できることが確認された. 今後は, 3 つの循環パターンがあらわれる

それぞれの場合において太陽定数を変更した実験を行い, 惑星表面における液体の水の存在を規定する条件の 1 つである暴走温室状態の発生条件に関する検討を行う予定である.

参考文献
Joshi et al. 1997: ICARUS, 129, 450-465.
Merlis, T. M. and T. Schneider, 2010: J. Adv.
Model. Earth Syst., 2, Art. #13, 17 pp.,doi:10.1029JAMES.2010.2.13
地球流体電脳倶楽部 dcmodel プロジェク
ト, 2011: http://www.gfd-dennou.
org/library/dcmodel/, 地球流体電脳倶楽部.
石渡正樹, 2010: 細氷, 56, 2–10.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

(i)

図 1: 同期回転惑星に関する数値実験結果. 1000 - 2000 日の時間平均場. (a)〜(c) は Ω = 0 の場合, (d)〜(f) は Ω = 1/16ΩE の場合, (g)〜(i) は Ω = ΩE の場合の結果である. (a), (d), (g) は地表面温度 [K]. 等値線の間隔は 5 K. (b), (e), (h) は凝結加熱率 [W/m2 ]. 等値線の間隔は 200 W/m2 .
白い部分は 2000 W/m2 以上を示す. (c), (f), (i) は赤道断面における東西風 [m/sec]. 等値線の間
隔は 5 m/sec .

̺̺