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% An Introduction to Atmospheric Gravity Waves (2002) 
% 1st edition
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\begin{document}


\chapter{まとめ}

%まとめを頑張って書く. とりあえず要旨を貼っておく.

本研究では非線形・非静力学・圧縮性の鉛直２次元モデルを作成し,
対流で発生した内部重力波が中層大気まで伝播し,
中層大気の運動に与える影響を調べた.
東西風がない場合と,
対流圏において理想的な東西風分布を持つ場合を設定し,
対流からの内部重力波の生成と伝播,
クリティカルレベルにおける波の吸収,
クリティカルレベルから新たに発生する内部重力波の高高度伝播,
さらに中間圏界面付近での砕波とそこでの
平均東西風の生成が確認できた. 

まず平均流が存在しない場合について述べる.
高度$ \SI{12}{km} $付近でスペクトル解析を行った結果,
水平波数$ \SI{9e-4}{m^{-1}} $,
鉛直波数$ \SI{9e-4}{m^{-1}} $,
振動数$ \SI{1e-2}{s^{-1}} $の波と
水平波数$ \SI{9e-4}{m^{-1}} $,
鉛直波数$ \SI{9e-4}{m^{-1}} $,
振動数$ \SI{1e-2}{s^{-1}} $の波が見られた.
これは重力波の分散関係を概ね満たしているため
重力波であると考えられる.
また高度$ 80\sim\SI{110}{km} $付近において伝播してきた
波の砕波が見られた.
砕波領域における運動量フラックスの発散は
$ \SI{3e-3}{m.s^{-2}} $であり, これは線形理論から
見積もられる運動量フラックスの発散と整合的である.

次に平均流が存在する場合について述べる.
高度$ \SI{12}{km} $付近でスペクトル解析を行った結果,
水平波数$ \SI{6e-4}{m^{-1}} $,
鉛直波数$ \SI{9e-4}{m^{-1}} $,
振動数$ \SI{3e-3}{s^{-1}} $の波が見られた.
これは重力波の分散関係を概ね満たしているため
重力波であると考えられる.
またこの波の水平位相速度は$ \SI{5}{m.s^{-1}} $である.
この波のクリティカルレベルと考えられる
高度$ \SI{20}{km} $付近で
波の吸収が行われていることが確認できる.
水平速度の摂動, 運動量フラックス, 運動量フラックスの発散を調べた.
水平速度の摂動から
$ \SI{1600}{s} $あたり$ \SI{2}{m.s^{-1}} $の
西向き加速があることがわかった.
また運動量フラックスの発散は
$ \SI{3e-3}{m.s^{-2}} $である.
これらの値は水平風の加速は運動量フラックスの発散によって
生じていることを示している.
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%このことから, 対流発生域の水平風速と同じ水平位相速度をもつ
%重力波が, 再び同じ平均流速を持つ高度$ 20\ \si{km} $付近の
%クリティカルレベルで吸収されて平均流を西向きに加速している
%と考えられる.
次にクリティカルレベルから発生した二次的な波について調べた.
高度$ \SI{30}{km} $付近においてスペクトル解析を行った結果,
水平波数, 鉛直波数, 振動数がそれぞれ
%$ 2.0\times10^{-4}\ \si{m^{-1}} $,
$ \SI{1.0e-3}{m^{-1}} $, 
$ \SI{1.3e-3}{m^{-1}} $, 
$ \SI{1.5e-2}{s^{-1}} $
の波と
$ \SI{1.7e-3}{m^{-1}} $,
$ \SI{6e-4}{m^{-1}} $, 
$ \SI{2e-2}{s^{-1}} $の波が見られた.
これらの波は対流で発生した内部重力波よりも
水平波長が短い.
大気密度の減少に伴い波の振幅が増大することによって高度
$ 100\sim\SI{110}{km} $付近で砕波が起こる.
この領域における
水平速度の摂動, 運動量フラックス,
運動量フラックスの発散を調べると,
水平速度の摂動から
$ \SI{2000}{s} $で$ \SI{10}{m.s^{-1}} $の水平風の
東向き加速が見られた.
運動量フラックスの発散の平均値は$ \SI{2e-2}{m.s^{-2}} $
である.
これらの値は概ね整合的であり, 
水平風の加速は運動量フラックスの発散によって
生じていることを示している.
この運動量フラックスの発散は観測に比べて一桁程度大きい.
また平均風がない場合に対流圏から伝播してきた内部重力波による
ものと比べた場合にもこちらのほうが一桁程度大きい.
しかしながら下層から上層へ十分な量の運動量が輸送されていることが
示された.


\chapter*{謝辞}

本研究にあたり多くの方々のご指導ならびにご協力をいただきました.
林祥介教授にはセミナーを通して研究内容の指針をいただきました.
岩山隆寛准教授には研究内容の指針から理論や
数値計算の手法など広範囲にわたって
ご指導や助言をいただきました.
高橋芳幸准教授にはプログラムの作成などについて
多くの有益なアドバイスをいただきました.
博士後期課程の河合佑太氏をはじめとする
地球および惑星大気科学研究室の皆様には
計算機の利用や日々の議論など様々な面でお世話になりました.
ここに改めて皆様に心よりお礼を申し上げます.

また, 本研究を進めるにあたり合屋研之博士に
数値計算プログラムや初期値データを提供していただきました.
心より感謝します.

計算結果の解析・描画には, 地球流体電脳倶楽部
(\url{http://www.gfd-dennou.org/})によって開発された
Gphys, Ruby DCL を使用させていただきました.

\end{document}

