Loading article…
上層大気モデルは、成層圏、中間圏、下部熱圏を含む、高度 20～100 km (65,000～328,000 フィート)の地球大気のシミュレーションです。ほとんどの気候モデルは、地表から成層圏界面までの地球大気の領域をシミュレートしますが、中間圏から外気圏、電離層を含む地球の希薄な上層大気の風、温度、組成をシミュレートする数値モデルも存在します。この領域は、太陽紫外線/極紫外線/X 線放射と太陽風の変動を通じて 11 年周期の太陽活動周期の影響を強く受け、高緯度での粒子降下とオーロラを引き起こします。これらの現象は下層大気に影響を与える可能性があり、したがって気候変動のシミュレーションに含めるべきであると提案されています。このため、近年、これが事実かどうかを調査するために、全大気モデルを作成する動きが活発化しています。
英国気象局 (Weather Logistics UK) は、上層大気の気流の偏向をシミュレートするジェット気流擾乱モデルを採用しています。[ 1 ]北大西洋の気流モデリングは、西経 20 ～ 30 度で計算された月ごとのジェット気流気候入力と、さまざまなブロッキング高気圧パターンを組み合わせることによってシミュレートされます。ジェット気流入力は、北緯 40 ～ 60 度の中緯度範囲で、高度316 ミリバール (6 ～ 9 km 上空) での熱風平衡計算によって生成されます。長期ブロッキングパターンは、気象予報士が総観図、北大西洋振動(NAO) およびエルニーニョ南方振動(ENSO) パターンから北大西洋高気圧の可能性のある位置と強度を特定することによって決定されます。このモデルは、地表の低気圧システムが上層大気の高速のリボン (ジェット気流) によって操縦されるという知識に基づいています。ジェット気流とブロッキングの相互作用モデルシミュレーションは、NOAAが英国諸島への経路に沿って海洋上で追跡したデータを使用して海面水温場を調べます。主要な理論では、長期的な気象パターンはより長い時間スケールで作用するため、大きなブロッキングパターンは数ヶ月にわたって同様の場所に繰り返し出現すると考えられています。[ 2 ]ブロッキング高層パターンに関する十分な知識があれば、このモデルはエンドユーザーにとって有用な驚くべき精度で機能します。[ 3 ]
Weather Logistics UK で実施されたモデリングは、確率的な性質を持つ地域季節予測を生成します。モデリングには、2 つの異なる場所に配置された 2 つの異なるブロック サイズが使用されます。4 つの可能なブロックの迂回は、次に順序付けられ、ロジスティック回帰によって結合され、季節の時間スケールでの気象イベントの適切な可能性が生成されます。生の出力は、各季節の 22 種類の気象条件で構成され、平均的な大気条件と比較されます。地球温暖化バイアスと 1961 ～ 1990 年の英国諸島の地域気温の気候学が異常値に追加され、最終的な気温予測が生成されます。Weather Logistics UK [ 1 ]の季節天気予報には、降水異常、暴風雨の経路、気流の軌跡、家庭用光熱費の暖房度日、冷房度日、熱波、降雪日の確率など、いくつかの追加の気象要素 (派生値) が含まれています。
New Scientist誌のレポート[ 4 ]によると、多くの研究者はロスビー波がジェット気流の通常のパターンに逆らって作用し、ジェット気流をその場に留めているという点で意見が一致している。米国海洋大気庁（NOAA）のデータを用いた高層大気の研究によると、2010年7月には、これらの高層気流パターンは北半球で最も頻繁に観測された。同じ期間の気候学データの調査によると、これらの激しい惑星波の蛇行[ 5 ]は、地域の気候パターンの通常の側面ではない。一方、レディング大学で進行中の研究では、極ジェット気流の異常なパターンは、太陽活動周期の低活動期、つまり観測された黒点活動とそれに伴う太陽フレアが最小となる時期に多く見られることが示されている。低太陽活動とブロッキングパターンの強化との関連性は、ヨーロッパの冬の寒冷な気候パターンの頻度の増加と関連している。[ 6 ]観測されたブロッキングパターンの増加に対するもう1つの可能性のある説明は、熱帯太平洋の表面を流れる大規模な海流の混沌とした性質による自然変動である。