| Project/Area Number |
23K20542
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| Project/Area Number (Other) |
21H00626 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 04010:Geography-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
植田 宏昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70344869)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本田 明治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20371742)
高谷 康太郎 京都産業大学, 理学部, 教授 (60392966)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | Baiu front / Pacific High / ITCZ / Monsoon / Cold vortex / 梅雨前線 / 太平洋高気圧 / 令和3年8月大雨 / オホーツク海高気圧 / 朝鮮半島トラフ / シルクロードパターン / 対流ジャンプ / インド洋 / 水蒸気フラックス / テレコネクション / 寒冷渦 / アジアモンスーン / 令和2年7月豪雨 / ラニーニャ / 大気海洋相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
梅雨前線がなぜ日本付近に6月から7月に出現し、それらがどのようにグローバルな気候諸現象(モンスーン、オホーツク海高気圧、太平洋高気圧、偏西風など)の影響を受けて消滅するのかという梅雨前線のライフサイクルに関する知見を整理・統合する。本研究では梅雨前線の形成に小笠原気団とオホーツク海気団がどのように影響するのか、熱帯、中緯度、高緯度の気候・気象を専門とするアプローチ横断型の研究チームを結成し、モンスーン、偏西風、高緯度寒気の寄与を包括的に論じることで、気団形成の要因解明と概念の空間的拡張を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年（令和3年）8月の日本における大雨（戻り梅雨）について、大気循環場の診断的解析および数値実験結果より調査した。大雨期間の東アジア～北西太平洋域の大規模大気循環場は、オホーツク海高気圧・朝鮮半島トラフ・北西太平洋亜熱帯高気圧によって構成される南北3極子構造が卓越した。これと同時に、東インド洋では対流活動が強化され、熱帯西部～中央太平洋では対流活動は弱化した。大雨の発生時には、対流圏下層のオホーツク海高気圧と密接に関連する東シベリアのブロッキング高気圧によって、寒冷渦やトラフとして認識される対流圏上層の総観規模擾乱が、朝鮮半島上空に集中した。さらに、朝鮮半島トラフから南東方向へ伝播した定常ロスビー波は、北西太平洋上に高気圧性循環偏差を励起した。この高気圧偏差の鉛直構造は、地表付近の熱輸送を誘起し、北西太平洋亜熱帯高気圧の強化・維持に寄与した。同時に、熱帯海洋上では負のインド洋ダイポールモードと継続したラニーニャ現象の状況下で、熱帯季節内振動がインド洋～西部太平洋上で増幅したことも、北西太平洋亜熱帯高気圧の強化に繋がった。こうした中高緯度の3極子パターンと熱帯の熱強制による大気循環偏差は、日本上空での多量の水蒸気輸送やその収束、力学的上昇流を引き起こし、大雨の発生に寄与した。以上の研究成果は、Kuramochi et al.（2023）として論文化するとともに、筑波大学・新潟大学・京都産業大学の共同プレスリリース「熱帯・中高緯度変動の共働が引き起こした『令和3年8月の大雨』」として紹介した。
この他、シルクロードパターンの多様性とその励起源に関する研究や、夏季オホーツク海高気圧に伴う寒気流出と豪雨の関係についての研究、夏季西部北太平洋上の対流ジャンプとアジアジェット出口付近におけるロスビー波の砕波との関係などについて研究を進め、関連学会において発表した。
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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
「令和3年8月の大雨（戻り梅雨）」における大気循環場の特徴について診断的解析および数値実験により明らかにし、査読付き論文として発表した。この結果は、東アジアの降水変動において重要である熱帯と中高緯度の大気循環偏差が力学的に結びつき増幅するメカニズムを内包することを示唆しており、梅雨前線の形成・変動の理解に向けた亜熱帯気候力学の確立にとって大きな一歩となりうるものである。
この他、梅雨前線の変動や東アジア夏季気候の変動に深く関係しているオホーツク海高気圧における寒気質量とその日本への影響・熱帯北太平洋における対流ジャンプ現象と対流圏中上層の寒冷渦との関係や、シルクロードパターンの多様性と日本の夏季気温・降水量変動への影響、梅雨前線帯と対をなす秋雨前線帯の形成における海洋の役割などについて論文化に向けた研究を進めている。さらに、梅雨前線の形成理解に向けて、MRI-ESM2.0（全球大気海洋結合モデル）を用いた地形改変実験について計算を行っており、こちらについても論文化に向けた実験結果の解析を進めている。
以上の進捗状況を総合すると、本課題の目的達成に向けた研究はおおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
梅雨前線の出現と維持においては、①大規模な大陸と海洋間の温度コントラストに駆動される大陸性アジアモンスーンの役割、 ②西太平洋上の海洋性モンスーンに伴う水蒸気供給、さらに③偏西風の南北分流やブロッキング現象に関係するチベット高原の寄与などの観点から様々な研究が提出されているが、個々のプロセスがどのように影響を及ぼしあいながら季節進行していくのかという連鎖的相互作用は明らかになっていない。この関係を実験的に明らかにするために、MRI-ESM2.0を用いた地形改変実験の結果を引き続き解析していく。
また、日本の梅雨明けや対流ジャンプ現象と関連した夏季アジアジェット出口付近におけるロスビー波の砕波位置と循環場の特徴に関する研究では、寒冷渦指標を用いて、ロスビー波の砕波に伴い貫入するhigh-PVの位置に着目し、循環場の特徴や大気・海洋の諸現象との関係性を明らかにする。抽出したロスビー波の砕波について、貫入するhigh-PVの位置から東西南北4地域に分類し、事例解析および合成解析を行う。
気候モデルを用いた秋雨前線帯の形成における海洋の役割を明らかにするための研究では、秋雨期に海面水温高温の状態が維持されることの重要性を調査するために、海面水温の変動を全球的に2か月前倒しした実験や、どの海域が秋雨前線帯に影響を与えるのか調査するために、緯度経度10°格子ごとに日本周辺の海面水温を変化させる感度実験を行うことなどを検討している。
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