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New strategy for event attribution to estimate the dynamical impact of global warming on atmospheric circulation

Research Project

Project/Area Number 23K22573
Project/Area Number (Other) 22H01302 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo (2023-2024)
Japan, Meteorological Research Institute (2022)

Principal Investigator

今田 由紀子  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50582855)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 塩竈 秀夫  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (30391113)
建部 洋晶  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 (40466876)
小坂 優  東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (90746398)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsイベント・アトリビューション / 地球温暖化 / 力学的効果 / GCM / 大気海洋結合モデル / 季節予測
Outline of Research at the Start

目の前で発生した異常気象は地球温暖化のせいなのか?この疑問に答えるために考案されたのが、イベント・アトリビューション(EA)と呼ばれる新しい研究手法である。これまで、気温や雨量を対象に多くのEA研究が行われてきたが、異常気象の引き金となる極端な循環場(気圧パターンなど)をEAの解析対象とすることは困難であることが知られている。本研究では、最新の季節予測モデルを応用し、大気の循環場を対象とするEAの新手法を確立し、異常気象の発生プロセスの理解を深めることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

気候モデルによる大規模実験を駆使して近年の極端現象の発現と地球温暖化との関係を定量的に示す「イベント・アトリビューション」(EA)と呼ばれる研究手法が近年注目を集めている。これまで行われてきたEAでは、気温上昇や水蒸気増加などの熱力学的な効果は定量化し易い一方、極端現象が発生する際の主要因となる極端な気圧パターンなどの循環場が温暖化によってどのように変化するか(力学的な効果)は、大気の内部変動の影響や気候モデル間の差が大きく、検出が難しいことが課題であった。
本研究では、気圧などの循環場を解析対象とし、従来のEA手法において混在していた循環場の「発生」と「成長」過程を分離し、後者に対する温暖化の作用を調べることで力学的な効果の段階的な理解を試みる。これらを達成するため、大気海洋結合モデルを用いた季節予測システムを応用した新しいEAシステムを開発するシステム班と、その手法を用いて極端現象に対する地球温暖化の力学的効果を探求するメカニズム班に分かれて研究を進める。
R5年度は、システム班が、季節予測システムの初期値化過程に変更を加え、温暖化の影響を除去する「温暖化なし」実験を実施できる新しいEAシステムを完成させた。メカニズム班は、システム班が開発した新しいシステムを過去の極端現象に適用し、既存の大気モデルをベースとしたEAシステムに比べて改良の効果が明確に現れていることを確認した。進捗確認のための打合せを、2ヶ月に1回程度の頻度で実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

既存の季節予測システムを応用した新しいEAシステムの開発が順調に進み、実際のイベントに適用して改良の効果を確認することができた。本システムを用いて、本課題の最終目標である循環場のEAを実現するため、感度実験を行うための準備を開始した。

Strategy for Future Research Activity

季節予測システムを応用した新しいEAシステムに関する論文、および、メカニズム班によるR4年度の予備解析の成果を論文化する。並行して、極端現象の原因となる循環場のEAを実現するため、完成した新しいEAシステムを用いて、特定の初期値からアンサンブルメンバーを増やす新しいラージアンサンブル実験に着手する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Non-ENSO Precursors for Northwestern Pacific Summer Monsoon Variability with Implications for Predictability2024

    • Author(s)
      Zhang Pengcheng、Xie Shang-Ping、Kosaka Yu、Lutsko Nicholas J.
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 37 Issue: 1 Pages: 199-212

    • DOI

      10.1175/jcli-d-23-0169.1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Triple‐Dip La Ni?a in 2020?23: North Pacific Atmosphere Drives 2nd Year La Ni?a2023

    • Author(s)
      Iwakiri Tomoki、Imada Yukiko、Takaya Yuhei、Kataoka Takahito、Tatebe Hiroaki、Watanabe Masahiro
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Issue: 22 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1029/2023gl105763

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Initialization shock in the ocean circulation reduces skill in decadal predictions of the North Atlantic subpolar gyre2023

    • Author(s)
      Polkova Iuliia、Tatebe Hiroaki、Imada Yukiko、et al.
    • Journal Title

      Frontiers in Climate

      Volume: 5

    • DOI

      10.3389/fclim.2023.1273770

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regional Characteristics of Attribution Risk on the Record-High-Temperature Event of 2022 Rainy Season in Japan2023

    • Author(s)
      Ito Rui、Imada Yukiko、Kawase Hiroaki
    • Journal Title

      Bulletin of the American Meteorological Society

      Volume: 104 Issue: 11 Pages: E2121-E2126

    • DOI

      10.1175/bams-d-23-0172.1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MIROC6 Large Ensemble (MIROC6-LE): experimental design and initial analyses2023

    • Author(s)
      Shiogama Hideo、Tatebe Hiroaki、Hayashi Michiya、Abe Manabu、Arai Miki、Koyama Hiroshi、Imada Yukiko、Kosaka Yu、Ogura Tomoo、Watanabe Masahiro
    • Journal Title

      Earth System Dynamics

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1107-1124

    • DOI

      10.5194/esd-14-1107-2023

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of Ocean Advections during the Evolution of the Pacific Meridional Modes2023

    • Author(s)
      Shu Qi、Zhang Yu、Amaya Dillon J.、Larson Sarah M.、Kosaka Yu、Yang Jun-Chao、Lin Xiaopei
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 36 Issue: 13 Pages: 4327-4343

    • DOI

      10.1175/jcli-d-22-0296.1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tropical Pacific Influence on Summertime South African High‐Frequency Temperature Variability and Heat Waves2023

    • Author(s)
      Martineau P.、Behera S. K.、Nonaka M.、Nakamura H.、Kosaka Y.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Issue: 14

    • DOI

      10.1029/2022gl101983

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regional differences in summertime extremely high temperature in Japan due to global warming.2022

    • Author(s)
      Ito, R., H. Kawase, and Y. Imada
    • Journal Title

      J. Appl. Meteor. Climatol.

      Volume: 61 Issue: 10 Pages: 1573-1587

    • DOI

      10.1175/jamc-d-22-0062.1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Event attribution using large ensemble simulations with MIROC, MRI-AGCM and NHRCM2023

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      1st Joint Workshop on the A3 Foresight Program: Networking Climate Change Hubs for Promoting Future Earth Over Northeast Asia
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Timely event attribution strategy in Japan2023

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      Meeting of the International ad hoc Detection and Attribution Group
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 過去10年間のイベント・アトリビューション研究の進展2023

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      A3-Foresight京都会合
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Toward operational event attribution2023

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      The 2nd Open Science Conference of the World Climate Research Programme (WCRP)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機動的EA手法の開発2023

    • Author(s)
      高橋千陽, 今田由紀子, 川瀬宏明, 高薮出, 渡部雅浩
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 2023年夏季日本の極端高温イベントアトリビューション2023

    • Author(s)
      高橋千陽, 今田由紀子
    • Organizer
      長期予報研究連絡会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Regional-scale event attribution from a “glocal” perspective2023

    • Author(s)
      高橋千陽, 今田由紀子
    • Organizer
      Meeting of the International ad hoc Detection and Attribution Group
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大気海洋結合と2015年アジア干ばつの発生確率2023

    • Author(s)
      長谷川聡, 今田由紀子, 塩竈秀夫, 建部洋晶
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Weakening of the Silk Road teleconnection under global warming2023

    • Author(s)
      小坂 優,内田 裕太
    • Organizer
      1st Joint Workshop on the A3 Foresight Program: Networking Climate Change Hubs for Promoting Future Earth Over Northeast Asia
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シルクロードテレコネクションの地球温暖化に伴う弱化2023

    • Author(s)
      小坂 優,内田 裕太
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所大槌沿岸センター共同利用研究集会「多様な時空間スケールでの気象学・気候学・大気科学」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Attributing and understanding climate changes and extremes2023

    • Author(s)
      小坂 優,今田由紀子
    • Organizer
      The 2nd Open Science Conference of the World Climate Research Programme (WCRP)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A wave-like teleconnection along the summertime polar front jet over the Eurasian sector: Dynamics and changes under global warming2023

    • Author(s)
      Kosaka, Y., and S. Sakai
    • Organizer
      The International Workshop on “Communications on Future Changes of Extreme Weather with Reduced Uncertainty Based on Physical Understandings”
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A large ensemble of decadal predictions using MIROC62023

    • Author(s)
      Kataoka, T., H. Tatebe, H. Koyama, and M. Mori
    • Organizer
      JpGU2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 気候変動予測の不確実性と異常気象の考え方2023

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      自然科学研究機構シンポジウム「自然の中に潜む不確実性とは何か? 持続可能性を考える
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] イベント・アトリビューション ー日本の大雨と台風ー2022

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      報道関係者向けオンラインブリーフィング「気候変動は異常気象にどれくらい影響を及ぼしているのか」イベント・アトリビューション科学と報道
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 最新の気候モデルが描き出す地球温暖化と日本の異常気象2022

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      気象学会2022年度春季大会 真鍋淑郎先生ノーベル賞受賞記念特別公開シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 日本に猛暑をもたらす“二段重ね高気圧”と台風の関係2022

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      気象学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] タイムリーなEAに向けて ー令和04年6~7月の熱波を例にー2022

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      最新の成果を踏まえた気候変動予測・影響予測研究に関する研究集会~気候変動予測と災害激甚化への適応~
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イベント・アトリビューション~異常気象に対する地球温暖化の影響を定量化する新手法2022

    • Author(s)
      今田由紀子
    • Organizer
      気候非常事態宣言ネットワーク(CEN)2周年シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] How to attribute extreme events to climate change using climate model simulations2022

    • Author(s)
      Yukiko Imada
    • Organizer
      Climate Change and Human Health in Asia: Current Impacts, Future Risks, and Cobenefits
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Use of high-resolution large ensemble simulations for attribution and prediction of extreme events2022

    • Author(s)
      Yukiko Imada
    • Organizer
      AGU Fall Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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