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Understanding of the role of ocean vertical heat transport process on heat uptake efficiency in the climate system

Research Project

Project/Area Number 20K04077
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

Suzuki Tatsuo  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), グループリーダー代理 (10415995)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小室 芳樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー (90396945)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords海洋熱吸収効率 / 地球温暖化 / 海洋熱輸送 / 気候モデル / 海洋モデル / 海洋熱吸収 / 気候システム / 深層水形成 / 海底境界層 / 熱吸収効率
Outline of Research at the Start

気候システムの熱慣性に支配的な役割を果たす海洋は、地球温暖化時の余剰の熱量を吸収し、急激な気候の変化を抑制する。このため、将来の気候予測には海洋の熱吸収過程の理解が欠かせない。しかしながら、この海洋の熱吸収効率はモデル間でばらつきを持つ。この不確実性は、海面で吸収された熱を表層から深層へ運ぶ海洋の鉛直熱輸送過程に大きく依存する。本研究では数値モデルを用い、モデル内で再現されている鉛直熱輸送過程が海洋熱吸収効率や海洋の気候場形成に果たす役割を定量的に明らかにする。さらに、モデル相互比較プロジェクトなどに参加し、モデルの不確実性の低減や将来の気候変動の理解へ貢献する。

Outline of Final Research Achievements

The role of dense water mass transport to ocean-deep layers at high latitudes on ocean heat absorption in the climate system was investigated using the climate model MIROC6. The formation and spreading of dense deepwater in the polar regions play a crucial role in one of the most critical climate systems. Here, we performed a series of numerical experiments with a climate model where the downward water mass transport through the bottom boundary layer is artificially reduced to quantitatively evaluate its impacts on the transient ocean and climate responses. It is demonstrated that changes in deepwater formation have non-negligible impacts on not only ocean heat content but also the Earth's radiation budget at the top of the atmosphere: reduction in deepwater formation in high-latitude oceans causes warming of bottom water, cooling of the ocean surface, and a subsequent decrease in outgoing longwave radiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球温暖化の人間社会への影響を抑制する取組みにおいて、海洋の熱吸収過程を正しく理解する事が求められている。本研究による海洋の熱吸収プロセスの理解は、温暖化予測に用いられる気候モデル間の気候感度の不確実性の理解と地球温暖化予測精度の向上に寄与する。さらに海洋の気候場の成り立ちとして、海洋鉛直成層の形成メカニズムの理解が進んだ。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A new conceptual model of global ocean heat uptake2023

    • Author(s)
      Gregory Jonathan M.、Bloch-Johnson Jonah、Couldrey Matthew P.、Exarchou Eleftheria、Griffies Stephen M.、Kuhlbrodt Till、Newsom Emily、Saenko Oleg A.、Suzuki Tatsuo、Wu Quran、Urakawa Shogo、Zanna Laure
    • Journal Title

      Climate Dynamics

      Volume: 62 Issue: 3 Pages: 1669-1713

    • DOI

      10.1007/s00382-023-06989-z

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transient Influence of the Reduction of Deepwater Formation on Ocean Heat Uptake and Heat Budgets in the Global Climate System2022

    • Author(s)
      Suzuki Tatsuo、Komuro Yoshiki、Kusahara Kazuya、Tatebe Hiroaki
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 49 Issue: 3 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1029/2021gl095179

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 超解像畳み込みニューラルネットワーク(SRCNN)を用いた海洋モデル出力のダウンスケーリング手法の開発2023

    • Author(s)
      鈴木立郎、建部洋晶、山上遥航、大越智幸司、松岡大佑
    • Organizer
      日本海洋学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 2022年1月15日のトンガ火山噴火により発生した気象津波の増幅メカニズムについて2022

    • Author(s)
      鈴木立郎,中野満寿男,渡辺真吾,建部洋晶
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 海底境界層を通じた深層水形成の減少が海洋の熱吸収と気候システムの熱収支に与える影響2021

    • Author(s)
      鈴木立郎,小室芳樹,建部洋晶,草原和弥
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 温暖化時の海底境界層モデルによる海洋鉛直熱輸送2020

    • Author(s)
      鈴木立郎・小室芳樹・建部洋晶・草原和弥
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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