発達した積乱雲による対流圏から成層圏への物質輸送の研究

Stratosphere-Troposphere exchange by deep convective clouds

岩崎杉紀・Suginori Iwasaki
防衛大学校・National Defense Academy

共同研究者氏名・所属
鴨川仁・東京学芸大学

研究成果の概要

対流圏界面に達するほど発達した積乱雲は、それ以は上昇することがないため、成層圏に物質(水蒸気)を輸送することはないと考えられている。一方で、jumping cirrusという「積乱雲のかなとこ雲から1-2kmジャンプする雲」の存在が報告されており、これが成層圏に達して水蒸気を運んでいる可能性がある。
本研究では、富士山頂に設置した6台のカメラにより空の定点撮影を行い、jumping cirrusの撮影を試みた。富士山頂であれば、地上からの観測に比べ下層雲に邪魔されることなく撮影ができる。7月から8月に渡る約1ヶ月間の撮影で得た全ての画像を現在確認中であるが、jumping cirrusと思われる現象が数例発見できている。今後は、同時刻のひまわりなどの衛星データを併用して、jumping cirrusの特徴を定量的に解析していく。さらに、本当に成層圏に到達し、水蒸気を運ぶのかを明らかにし、成層圏の水蒸気量の推定、地球の水蒸気収支の機構の解明に寄与することを期待する。
(英文)
A well-developed cumulonimbus that reaches the tropopause cannot bring substances (water vapor) into the stratosphere because it cannot go up higher over the tropopause. However, a cloud named “jumping cirrus” is reported, which protrudes 1-2 km above anvil cloud of a cumulonimbus. It is possible that jumping cirrus can reach the stratosphere and bring water vapor there.
In this research, we tried to take pictures of jumping cirrus by 6 cameras installed at the top of Mt. Fuji. Observations at the top of the mountain is less interrupted by clouds of lower altitude than ones at the ground. As a result, we found several phenomena like jumping cirrus from some images taken during July and August while we are still checking the rest of images. In the future, we will analyze the characteristic of jumping cirrus in a quantitative way, using data from satellites such as Himawari 8. Furthermore, we try to demonstrate whether or not the jumping cirrus reaches the stratosphere and bring moisture to the stratosphere, which can contribute to the accurate estimation of the amount of water vapor in the stratosphere and the understanding of global water vapor circulation.

研究成果の公表予定 
日本気象学会2017年度秋季大会