%表題   GATE計画の概要
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%履歴   91/01/19 中島 健介 / 林 祥介
%       91/02/01 中島 健介 / 林 祥介, 石渡 正樹, 竹広 真一
%       91/03/08 中島 健介 / 林 祥介, 佐藤正樹, 石渡 正樹, 竹広 真一
%       91/03/08 中島 健介 / 林 祥介, 佐藤正樹, 石渡 正樹
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\Zsection{GATE計画の実体}
  
  \Zsubsection{観測の目的}
    
    GATE計画における目的は次のことを行うためのデータを提供すること
    であった:
    \begin{enumerate}
      \item 熱帯の積雲対流等が大規模運動に及ぼす効果を見積もる
            こと.
      \item 数値モデル(大気大循環モデル GCM, 予報モデル)
            の発展をたすけること.
    \end{enumerate}
    \vspace{5mm}
    
    熱帯の対流活動に関する
    業界で知られていた知識をもとにして次のような計画の特徴付け
    が行われた.
    \begin{enumerate}
      \item 熱帯大気で発生している現象にはいくつかの特徴的な
            スケールがあり, それぞれのスケールの現象に適した
            領域と分解能, それに応じた装置
            (coverage, resolution, devices)を用いなければならない.
            それを実現する観測構造として
            \underline{\bf telescoping network}
            がある.
      \item 積雲活動にはいろいろな物理プロセスの存在が知られており,
            測定すべき物理量も多岐にわかれる.
            そのために観測は次の5つの過程を調べるための
            サブプログラムにわけられ実行された.
            \begin{enumerate}
              \item 対流過程 (convection)
              \item 総観規模過程 (synoptic scale)
              \item 放射過程 (radiation)
              \item 境界層過程 (boundary layer)
              \item 海洋過程 (oceanographic)
            \end{enumerate}
    \end{enumerate}
    \vspace*{100mm}
    \nopagebreak
    \begin{quote}
    \begin{description}
      \item[図10.] GATE計画の構造
       (International and Scientific Manegement Group for Gate,1974)
    \end{description}
    \end{quote}
    \vspace{5mm}
    
    
  \Zsubsection{観測地}
    
    
    観測領域は次のような理由により大西洋アフリカ沖に選択された
    (西太平洋で測ろうという話もあったらしい).
    \begin{itemize}
      \item もちろん熱帯
      \item NATO 諸国が多いので大西洋
      \item 飛行場から近い(1200km以内).
            Dakar (セネガル, パリダカの終点) が利用しやすい.
      \item 対流活動が活発である緯度帯が安定しており,
            観測網を構えたときにはずれにくい.
            海面水温の高い緯度が絞られていれば観測は構えやすい.
            ちなみに, 西太平洋では一様に温度が高いので,
            対流がどこに発生するかは予想不可能である.
    \end{itemize}
    この領域の欠点は次のようなことである.
    \begin{itemize}
      \item 高い海面水温の緯度が絞られているので,
            観測された諸現象は海面水温の非一様性の影響を強く受け, 
            対流活動の一般的特徴をとらえているとはいえなくなる
            可能性がある.
      \item 湿度の南北非一様性も大きい.
      \item 砂漠に近く, 砂塵(ダスト)の影響を受ける
            (放射過程, 凝結核).
    \end{itemize}
    
    
  \Zsubsection{telescoping networkと観測期間}
    
    熱帯の擾乱(disturbance)のスケールは次のように区分されるものとした.
    \begin{center}
    \begin{tabular}{lll}
      A & 1000〜10000 km & 波動規模 または 総観規模 
                           (wave scale または synoptic scale) \\
      B & 100 〜 1000 km & 積雲集団規模 (cloud-cluster scale) \\
      C & 10 〜 100   km & 中小規模 (mesoscale) \\
      D & 1 〜 10     km & 積雲規模 (cumulus scale) 
    \end{tabular}
    \end{center}
    \vspace{5mm}
    
    各スケールの現象を考慮して次のような階層的観測網
    \underline{\bf telescoping network} が構築された.
    \begin{itemize}
      \item A スケール観測網 :
            \begin{itemize}
            \item 通常の気象観測点(55$^{\circ}$E $\sim 95^{\circ}$W)を
                  利用した強化観測.
            \item 海上の船. 熱帯大西洋全域の 10$^o$S〜20$^o$N.
            \end{itemize}
      \item A/B スケール観測網 : 
            東大西洋特別観測網(special east atlantic array)\\
            一辺 400 km の六角形.
      \item B スケール用の観測網 : 
            東大西洋特別観測網(special east atlantic array)\\
            一辺 150 km の六角形. ただし, Phase I, II のみ.
      \item C スケール用の観測網 : 
            東大西洋特別観測網(special east atlantic array)\\
            一辺 100 km の三角形. ただし Phase III のみ.
    \end{itemize}
    特別観測網上では次の物理量が測定された:
    \begin{itemize}
    \item 高層気象観測 (温度($T$), 湿度($q$), 水平風速($u,v$)),
    \item 船上観測 (海面水温, レーダー),
    \item 航空観測 (温度($T$), 湿度($q$), 水平風速($u,v$)).
    \item 衛星観測
    \end{itemize}
    \vspace{5mm}
    
    観測は 1974 年の次の期間行われた:
    \begin{center}
    \begin{tabular}{ll}
      Phase I   & 7月 \\
      Phase II  & 8月 \\
      Phase III & 9月 
    \end{tabular}
    \end{center}
    \vspace{5mm}
    
    \vspace*{90mm}
    \nopagebreak
    \begin{quote}
    \begin{description}
      \item[図11] GATE 観測の行われた領域と観測点
                     (International and Scientific Management Group 
                     for GATE, 1974, fig.1).
    \end{description}
    \end{quote}
    
    \vspace*{100mm}
    \nopagebreak
    \begin{quote}
    \begin{description}
      \item[図12] GATE 観測の重点領域 
                     (International and Scientific Management Group 
                     for GATE, 1974, fig.5,6).
    \end{description}
    \end{quote}
    
    \vspace*{100mm}
    \nopagebreak
    \begin{quote}
    \begin{description}
      \item[図13] GATE Phase III の観測網
                     (International and Scientific Management Group 
                     for GATE, 1974, fig.15).
    \end{description}
    \end{quote}
    \vspace{5mm}
    
    \newpage
    飛行機観測は, 気象衛星で雲の発生を確認したのち直ちに飛ぶ, 
    という計画であったが, 実際には飛行機が現場に到着するころ
    (現場到着まで通常数時間かかったようだ.)には
    積雲活動は終末期であることが多かった
    そのため, 雲の発生を予想して飛行機を飛ばすという, 
    でたとこ勝負の観測が中心となった. 
    現場では
    一度に複数の飛行機を様々な高度で飛ばし, 
    雲の中だけでなく雲の周囲での物理量の観測をおこなった(図14).
    
    \vspace{150mm}
    \nopagebreak
    \begin{quote}
    \begin{description}
      \item[図14] 飛行機観測の飛行経路案
      (International Science and Management Group, 1975)
    \end{description}
    \end{quote}
