A study on tropical basin interactions based on causality analysis

Research Project

Project/Area Number	22K18727
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	東塚知己東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40376538)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords	気候変動現象 / 熱帯域 / 因果関係
Outline of Research at the Start	日本を含む世界各地に異常気象を引き起こす熱帯域の気候変動現象の理解と予測精度の向上は、特に気候変動研究の中でも重要な課題であある。本研究では、因果関係の解析手法を新たに拡張した上で、初めて熱帯域に発生する気候変動現象間の相互作用の研究に応用することにより、そのメカニズムを明らかにするだけでなく、大気海洋科学分野、さらに広い地球惑星科学分野における新たな解析手法を確立することを目指す。
Outline of Annual Research Achievements	太平洋のエルニーニョ・南方振動に代表される熱帯域の気候変動現象は、日本を含む世界各地に異常気象を引き起こすだけでなく、海水温や湧昇に伴う栄養塩の供給の変動を通して広い海域の生態系にも大きな影響を与えることが知られている。したがって、熱帯域の気候変動現象の理解と予測精度の向上は、気候変動研究の中でも重要な課題であり、特に気候変動現象間の相互作用の理解を深めることができれば、熱帯域の気候変動現象、ひいては全球の異常気象の予測精度向上に貢献することも可能となる。本研究では、因果関係の解析手法を初めて熱帯域に発生する気候変動現象間の相互作用の研究に応用することにより、そのメカニズムを明らかにするだけでなく、大気海洋科学分野、さらに広い地球惑星科学分野における新たな解析手法を確立することを目指す。本年度の主要な研究成果は、以下の通りである。１）Liang (2014)によって提唱された因果関係の解析手法を全球の海面水温と降水量のデータに適用し、その有効性を調べた。その結果、熱帯域では、海洋から大気への影響がより支配的であるのに対し、熱帯街では大気から海洋への影響がより支配的であることが示された。また、局所的な影響だけではなく遠方への影響を明らかにするとともに、その影響の季節性についても明らかにした。２）Liang (2014)が、2つの現象間の情報の流れを計算することにより、因果関係を定量的に調べる新たな手法を提案したが、3つ以上の現象やプロセスの間の相互作用について調べることが可能なプログラムを作成した。また、有意検定も行えるようにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定通り2022年度の研究を進めることができ、論文も国際誌に1編出版することができた。
Strategy for Future Research Activity	引き続き熱帯域に発生する気候変動現象間の相互作用のメカニズムを明らかにするとともに、新たな因果関係の解析手法を確立することを目指したいと考えている。また、今年度の研究では、主にLiang (2014)によって提唱された因果関係の解析手法を採用してきたが、次年度以降は、他の解析手法も合わせて研究を進めていきたいと考えている。