研究紹介

私たちの研究室（地球惑星科学専攻大気物理学分野佐藤研）では、主に大気力学を中心に研究しています。大気の運動は水平方向に力のバランス（主に気圧傾度力とコリオリ力）がほぼ成り立つ運動（バランス流）とそうでない運動（非バランス流）に分けられます。バランス流の代表的な現象は、天気予報などでもなじみの温帯低気圧や台風です。非バランス流が可視化された例としては、富士山の傘雲があげられます。これは大気重力波とよばれる非バランス流の代表的な現象が雲で可視化されたものです。

気象においては雲で可視化される現象が目立つのですが、それは大気現象のほんの一部です。大気には水平スケールが数万㎞（惑星規模）から数㎞までの現象が含まれ、連続的に階層構造をなして共存しており、全体としてシステムを作り上げています。非バランス流については、バランス流に比べるとスケールが小さいので観測やシミュレーションが難しかったのですが、最近の高解像の大気レーダーや、スーパーコンピュータの技術に支えられ手に取るように見えるようになってきており、大気の階層構造を丸ごととらえることのできる時代になりました。私たちの研究室ではこの新しい気象学の最先端を研究しています。

最近、特に力を入れているのは中層大気とよばれる成層圏から下部熱圏の大気領域です。ここには、地球全体をめぐる大循環が存在しています。この大循環は、オゾンや二酸化炭素などの化学物質を運ぶだけでなく、上下流に伴う断熱膨張・圧縮により気温構造にも大きく影響します。そして、この大気大循環は、対流圏からやってくるロスビー波（バランス流の代表的な波）や重力波（非バランス流の代表的な波）がもたらす運動量によって駆動されているのです。そしてロスビー波と重力波の興味深い共存関係が徐々に明らかになってくるなど、いま研究はとても面白いフェーズにあります。

研究のキーワードは、大気階層構造、大気重力波・ロスビー波・赤道波、極渦（低気圧渦）・アジアモンスーン高気圧（高気圧渦）、中層大気3次元大循環（これまでのほとんどは2次元どまりでした）、南北半球間大気遠隔結合です。理論やデータ解析、モデル研究だけでなく、観測に力を入れているのも私たちの研究室の特色です。特に南極ではPANSYレーダーという世界有数の大型大気レーダーが稼働中であり、国際共同観測やモデルシミュレーション、そのデータ解析や関連する理論解析などを行っています。ごく最近では、観測データをモデルに組み込むデータ同化研究や、情報分野の新しい手法を取りいれた斬新なデータ解析研究も開始しました。