気温・水蒸気
Atmospheric Temperature and Water Vapor
Date : 2 April 1997

40

Altitude (km)3020

1009060300-30-60-90

Latitude (degree)

200250300

Temperature (K)Date : 2 April 1997

40Altitude (km)302098 / 10

100ADEOS Earth View

9060

300-30-60-90

Latitude (degree)

01

234Water vapor mixing ratio (log(ppmv))
Provided by NASDA/MITI/NIRE

気温・水蒸気
Atmospheric Temperature and Water Vapor
気温と湿度（水蒸気量）の大気中鉛直分布のグロ−バルな観測デ−タは、気象の数値予報を高精度で実現するためには、風の鉛直分布デ−タとともに必要不可欠なデータである。また、気温・水蒸気量の変動の物理を理解することは、気候変動の研究において基本であり、地球温暖化現象を注意深く監視することにつながる。
地球温暖化に伴って蒸発散や対流活動が活発になると、大気中の水蒸気量が増える結果、水蒸気の温室効果が強まって温暖化が一段と増強されると言われている。
ADEOS に搭載された IMG は、衛星直下の大気を軌道に沿って約 90km 毎に測定し、気温・水蒸気量の鉛直分布を求めることができる。厚い雲があると、雲から下は観測できないという制約はあるが、これらの観測デ−タは海洋上などのラジオゾンデ観測の空白域を埋める上で貴重なデ−タとなる。
IMG の測定デ−タから気温と水蒸気体積混合比（*1）の鉛直分布を求めたものを、高度・緯度の子午面内の分布図に表すと図のようになる。これは 1997 年 4 月 2日に観測した 1 日分のグロ−バルなデ−タを東西方向に平均して得られたもので、おもに赤道付近の下層に集まって存在している黒い部分は、雲があるため気温・水蒸気量を求めることができないことを示している。
この画像からは、地表から圏界面（*2）高度にかけて気温が高度とともに減少していること、圏界面から上の成層圏では逆に、高度とともに気温が上昇していること、圏界面の高度が低緯度で高く、高緯度で低いこと、全体的にみて南半球より北半球の方が低温であることなど、よく知られている特徴が見てとれる。北半球の 70 度
より高緯度では、高度 10 〜 20km にかけて低温域がみられるが、これは通常と異なる特異な現象である。
1997 年には北半球高緯度における冬の状態は遅くまで続いたことが知られているが、この図は IMG がその特異現象をはっきり捕らえたことを示している。因みに、IMG の気温デ−タとラジオゾンデの気温データとを比較検証した結果では、その差は 2 ないし 3 度であった。
水蒸気の分布図では、成層圏に比べて対流圏での量が断然多いこと、対流圏の中では低緯度で多いことが分かる。さらに南北半球を比べると、北半球の方が低くなっていることが分かるが、これは北半球の冬が遅くまで続いてやや乾燥状態であったことを示している。ただし、これらの水蒸気量の値はまだ十分検証されているわけではない。
*1 水蒸気体積混合比：ある高度における、大気全体に対 する水 蒸 気 の 割 合を 体 積 比で 表した 量 。単 位 のppmv は 100 万分の 1 を表す。
*2 圏界面：対流圏と成層圏の界面

Global observation data on vertical distributions of atmospherictemperature and humidity (water vapor concentration) along withwinds are critical in improving the accuracy of numerical weather
forecasts. Furthermore, understanding of the physics ofatmospheric temperature and water vapor variations is essential
in the research of climate changes, leading to a careful watch of
the global warming phenomena. Water vapor evaporation andconvective activity will be enhanced by global warming,increasing water vapor content in the troposphere. Global
warming will be intensified accordingly as a consequence of theaugmented greenhouse effect of water vapor.
The IMG instrument on board ADEOS measured theatmosphere at the nadir with a horizontal interval of about 90
kilometers (km) along the orbital track, enabling us to infer thevertical distributions of atmospheric temperature and water vapor.
Although it cannot measure the atmosphere below thick clouds, it
provides a valuable data set to supplement the data gap over theocean where radiosonde data are not available.
The vertical distributions of atmospheric temperature andvolume mixing ratio of water vapor (*1) retrieved from the IMG
data are exhibited in the figures as meridional diagrams in termsof latitude and altitude. They are obtained by taking alongitudinal (east-west zonal direction) mean of the global datameasured on 2 April 1997. The dark portion located in the lowest
atmosphere near the equator indicates the region where theretrieval was not successful due to cloud cover.
You can see several well-known characteristic features
including that the atmospheric temperature decreases withaltitude in the troposphere from the Earth's surface to thetropopause (*2), that it increases with altitude in the stratosphere
over the tropopause, and that the tropopause is higher in low
latitudes than in high latitudes. In early April, the atmospherictemperature is generally lower in the northern hemisphere (NH)than in the southern hemisphere (SH). A region of relatively lowtemperature is seen at altitudes 10 to 20 km in latitudes above 70
degrees in NH. The figure clearly demonstrates that theanomalous winter condition in 1997 lasted until April at higher
latitudes in NH. The atmospheric temperature derived from theIMG data was validated with those from radiosonde data, andagrees within an error of 2 to 3 degrees Kelvin.
The figure for the atmospheric water vapor distribution on 2 April
1997 shows the troposphere is much richer in water vapor than
the stratosphere, and that the water vapor concentration in thetroposphere is larger in lower latitudes than in higher latitudes.
The figure also shows that the NH is poorer in tropospheric water
vapor than the SH. This dry NH is a manifestation of the long
lasting 1997 winter. It should be noted that the water vapor
concentrations given here have not been fully verified.
*1 Volume mixing ratio of water vapor: Ratio of concentrations byvolume between water vapor and the whole atmosphere at acertain altitude. The unit is parts of per million by volume (ppmv).
*2 Tropopause: The boundary between stratosphere andtroposphere.