| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05704
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
見延 庄士郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増永 浩彦 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00444422)
山本 絢子 桜美林大学, リベラルアーツ学群, 准教授 (20811003)
杉本 周作 東北大学, 理学研究科, 准教授 (50547320)
佐々木 克徳 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50604815)
時長 宏樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80421890)
釜江 陽一 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80714162)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥141,050,000 (Direct Cost: ¥108,500,000、Indirect Cost: ¥32,550,000)
Fiscal Year 2023: ¥28,470,000 (Direct Cost: ¥21,900,000、Indirect Cost: ¥6,570,000)
Fiscal Year 2022: ¥30,420,000 (Direct Cost: ¥23,400,000、Indirect Cost: ¥7,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥28,990,000 (Direct Cost: ¥22,300,000、Indirect Cost: ¥6,690,000)
Fiscal Year 2020: ¥30,550,000 (Direct Cost: ¥23,500,000、Indirect Cost: ¥7,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥22,620,000 (Direct Cost: ¥17,400,000、Indirect Cost: ¥5,220,000)
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| Keywords | 大気海洋変動 / 大気海洋変化 / 高解像度数値モデル / 地球温暖化 / 大気海洋相互作用 / 中緯度 / CMIP6 / HighResMIP / d4PDF / 衛星データ / 高解像度数値モデル解析 / d4PDf |
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| Outline of Research at the Start |
日本の南岸に沿って流れる黒潮は，膨大な熱を熱帯から運びそれを日本付近で大気に放出する．この熱放出があることによって，中緯度大気が様々な影響を受けることが，最近十年間の高解像度観測データ解析および数値モデル実験で報告されてきた．しかし，この中緯度海洋が大気に及ぼす影響が異なる数値モデルでも同じように再現されるのか，またこの作用が将来の温暖化においてどのような役割を果たすのかは不明であった．そこで本研究では，これらの問題を解決することを目的として，多数の気候モデル，特に高解像度モデルデータの収集と解析を行う．
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| Outline of Annual Research Achievements |
HighResMIPおよびd4PDFのデータを用いた一連の解析を行い、以下の結果を得た。台風の経路の最近数十年のトレンドについて、重要な役割を果たしているのは地球温暖化ではなく、自然変動であるPDO/IPOであることが明らかになった。local wave activity解析を行ってその再現性を調査した。梅雨前線の季節進行の将来変化において、5月中旬に東シナ海から九州にかけて将来気候における降水が有意に増加することがわかった。また、熱帯太平洋-インド洋間の海盆間相互作用が熱帯低気圧活動に及ぼす影響について調べた。エルニーニョ後のインド洋昇温は夏から秋にかけて北西太平洋域の熱帯低気圧を減少させる一方、赤道太平洋の海面水温偏差がモデルで再現される熱帯低気圧の発生数・存在頻度に対し誤差要因となることを突き止めた。さらに、他のデータの解析によって、中緯度における顕著な水蒸気流に伴う極端降水の強度や頻度分布を系統的に調査した。また、北大西洋を北上する顕著な水蒸気流の通過経路の特徴を調査し、広域大気循環や海水温分布との関係を明らかにした。熱帯の対流システムにラグランジュ雲追跡を適用した熱力学的収支解析を実施し、対流システムのラグランジュ的進化は、異なる対流体制間の動的平衡状態に支配されることがわかった。また独自の数値計算実験として、日本の降水への黒潮大蛇行の影響を評価するために、スーパーコンピューターを用いた領域大気モデルによるアンサンブル実験を開始した。計算を終えたものから順次解析を開始している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HighResMIPおよびd4PDFのデータ解析によって、順調に論文が出版され、あるいは投稿・改訂中である。海外研究者および他の計画研究班メンバーと連携することで、大規模アンサンブル実験の解析を効果的に進め、中緯度の移動性擾乱が熱・水循環に果たす役割を調査し、国際共著論文として成果をまとめた。北大西洋の大気海洋相互作用を通じて、高解像度モデルが低解像度モデルよりも、より適切なジェット気流やブロッキングの再現性を示すことについて、論文として出版した。wavinessの解析、また爆弾低気圧の解析については、学術雑誌に論文を投稿し、改訂中である。また、PDO/IPOの台風経路への影響も投稿を行った。さらに、梅雨降水についても、統計的に有意であり、かつモデルの空間解像度依存性を持つ降水の増加を発見している。熱帯太平洋-インド洋間の海盆間相互作用が熱帯低気圧活動に及ぼす影響について論文化するために、気候モデルによる過去気候実験に加え将来気候予測実験を用いて解析中である。また独自の数値実験によって、黒潮大蛇行感度実験結果を解析することで、日本上での降水量の大蛇行への応答特性を明らかにし、合成図解析等を駆使することで海流と陸上降水をつなぐ物理過程を同定する。追加的に水温変化実験を行うことで、海流と降水関係の将来変化の見積りを行う。さらに熱帯対流メカニズムについて得られた結果は、従来知られている発達・成熟・減衰という一方向的なシナリオでは必ずしも捉えきれない実態が明らかになりつつある。さらなる理解の重要性を示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
HighResMIPおよびd4PDFを用いた研究をさらに進める。特に、将来気候において、5月中旬に東シナ海から九州にかけての梅雨前線に伴う降水が増加するメカニズムについての解析を行う。特に大規模なモンスーンの場との関連について注目する。気候モデルで再現される熱帯低気圧活動に対し、CMIP6のマルチモデル間の不確実性だけでなく、大気の内部変動と強制成分を切り分けるために d4PDF ラージアンサンブル実験を用いてさらに解析を進める予定である。流跡線解析を用いた冬季太平洋におけるブロッキング高気圧への海洋の影響の解析を論文にまとめ投稿する。Local wave activity解析を用い、黒潮の長期変動に伴うブロッキング高気圧の変動について調べる。またそれ以外のデータと手法を駆使して、中緯度を通過する大気擾乱による大気海洋海氷相互作用における役割を評価する。大気の川の通過に伴うオホーツク海海氷密接度の変動を力学的・熱力学的過程に注目して調査する。黒潮大蛇行感度実験結果を解析することで、日本上での降水量の大蛇行への応答特性を明らかにし、合成図解析等を駆使することで海流と陸上降水をつなぐ物理過程を同定する。追加的に水温変化実験を行うことで、海流と降水関係の将来変化の見積りを行う。メキシコ湾流上の日周期変動について、湾流が果たす役割を明らかにするために、領域大気モデルを用いた数値実験を行う。衛星による降水・放射観測を軸とした解析をさらに進め、現象理解を深化させていく。
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