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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Roles of the Kuroshio and Oyashio frontal zones in the air-sea interaction system and predictability of their interannual variability

Planned Research

Project AreaMid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate
Project/Area Number 19H05701
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

野中 正見  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), グループリーダー (90358771)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三寺 史夫  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20360943)
東塚 知己  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40376538)
笹井 義一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (40419130)
佐々木 英治  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員(シニア) (50359220)
碓氷 典久  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (50370333)
小守 信正  慶應義塾大学, 自然科学研究教育センター(日吉), 研究員 (80359223)
田口 文明  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (80435841)
木戸 晶一郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 研究員 (40878394)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords海洋前線帯 / 海洋中規模渦 / 予測可能性 / 経年変動 / 長期変化
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、中緯度大気海洋結合系の基盤をなす海洋前線帯の形成・変動の理解を更に進め、その予測可能性を明らかにすることを目標とし、今年度、以下のような成果を得た。
気象庁で台風の強度予報に用いる重回帰モデルに基づく統計ガイダンスでは、海洋に関する説明変数として海面水温と海洋表層の貯熱量を使用している。現在のガイダンスでは、海面水温と海洋貯熱量は予測開始時の値に固定されており、台風に対する海洋の応答が考慮されにくい。そこで海洋モデルで予報した海面水温と海洋貯熱量を用いることで台風と海洋の結合過程を考慮した「疑似海洋結合」システムを開発し、2020年の全台風を対象に予測実験を行った結果、3-5日予報が10%程度改善することが示された。気象庁で実際に用いるシステムを基盤にした実験で定量的な改善が示された意義は大きい。
一方、海洋前線帯と海洋中規模渦の変動とその予測の可能性を明らかにするため、前年度開発した渦解像海洋再解析データを初期値として海洋変動を予測するシステムを開発し、1994-2020年の各年1月から3年先までの予測実験を実施した。その結果、黒潮続流とメキシコ湾流の流速とそれぞれの下流域の海洋渦の活動度の経年変動を1-2年先まで高い精度で予測可能であることが示された。
また、より長期の変化として、黒潮続流が過去29年間で約200km北上していることを人工衛星観測データから解明した。大気の長期的な変化を調査した結果、黒潮続流の緯度帯以北において、風応力カールが負のトレンドを持つことが示された。この風系のトレンドは海洋の亜熱帯循環とその北端に形成される黒潮続流の北上と矛盾しないものであり、実際、数値シミュレーション実験から風系のトレンドが黒潮続流の北上を生じさせることが示された。以上のように、海洋前線帯の変動とその予測可能性について、その理解を進め、定量的に示すことに成功した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (56 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 11 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 23 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハワイ大学/カリフォルニア大学/NOAA PMEL(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハワイ大学/カリフォルニア大学/NOAA PMEL
  • [Int'l Joint Research] 南海海洋研究所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      南海海洋研究所
  • [Journal Article] Seasonal Prediction System Using CFES and Comparison with SINTEX-F22024

    • Author(s)
      Ogata, T., N. Komori, T. Doi, A. Yamamoto, and M. Nonaka
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 20 Pages: 92-101

    • DOI

      10.2151/sola.2024-013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intensification of Pacific tropical instability waves over the recent three decades2024

    • Author(s)
      Wang, M., SP. Xie, H. Sasaki, M. Nonaka, and Y. Du
    • Journal Title

      Nature Climate Change

      Volume: 14 Pages: 163-170

    • DOI

      10.1038/s41558-023-01915-x

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Typhoon Intensity Forecasts using TIFS with Pseudo Ocean Coupling2024

    • Author(s)
      Yamaguchi, M., N. Usui, N. Hirose
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 20 Pages: 86-91

    • DOI

      10.2151/sola.2024-012

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of Increased Horizontal Resolution of an Ocean Model on Carbon Circulation in the North Pacific Ocean2024

    • Author(s)
      Tsujino, H., H. Nakano, K. Sakamoto, L.S. Urakawa, K. Toyama, N. Kosugi, Y. Kitamura, M. Ishii, S. Nishikawa, H. Nishikawa, T. Sugiyama, Y. Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Advances in Modeling Earth Systems

      Volume: 16 Pages: e2023MS003720

    • DOI

      10.1029/2023MS003720

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Future changes in marine heatwaves based on high-resolution ensemble projections for the northwestern Pacific Ocean2024

    • Author(s)
      Kawakami, Y., Nakano, H., Urakawa, L. S., Toyoda, T., Sakamoto, K., Nishikawa, S., Sugiyama, T., Kurogi, M., Ishikawa, Y., Sato, K., and Yamanaka, G.
    • Journal Title

      Journal of Oceanography

      Volume: 80 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s10872-024-00714-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism and impact of zonally contrasting seasonal variations in sea-surface salinity in the North Pacific and North Atlantic oceans2023

    • Author(s)
      Kido, S., S. Katsura, M. Nonaka and Y. Tanimoto
    • Journal Title

      Progress in Oceanography

      Volume: 219 Pages: 103124

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2023.103124

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Classification of interannual surface layer salinity variability2023

    • Author(s)
      Katsura, S., J. Sprintall, S. Kido, Y. Tanimoto, and M. Nonaka
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Pages: e2022GL102261

    • DOI

      10.1029/2022GL102261

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Forcing Mechanisms associated with the Destructive Record-High 2008 Ocean Swell Wave in Toyama Bay2023

    • Author(s)
      Nomura, S., B. Taguchi, H.Tamura, and S. Okajima
    • Journal Title

      Earth and Space Science

      Volume: 10 Pages: e2022EA002750

    • DOI

      10.1029/2022EA002750

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Skillful multiyear prediction of the Kuroshio and Gulf Stream jets and eddies2023

    • Author(s)
      Kido, S., M. Nonaka, and Y. Miyazawa
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Pages: e2023GL103705

    • DOI

      10.1029/2023GL103705

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dominant forcing regions of decadal variations in the Kuroshio Extension revealed by a linear Rossby wave model2023

    • Author(s)
      Tamura, Y., and T. Tozuka
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Pages: e2023GL102995

    • DOI

      10.1029/2023GL102995

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of mixed layer depth in Kuroshio Extension decadal variability2023

    • Author(s)
      Tozuka, T., T. Toyoda, and M. F. Cronin
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Pages: e2022GL101846

    • DOI

      10.1029/2022GL101846

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A study of the simulated climatological January mean upwelling in the northwestern Gulf of Alaska2023

    • Author(s)
      Yuan, N., H. Mitsudera, and H. Sasaki
    • Journal Title

      Ocean Dynamics

      Volume: 73 Pages: 729-742

    • DOI

      10.1029/2022JC018915

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Northward shift of the Kuroshio Extension during 1993-20212023

    • Author(s)
      Kawakami, Y., Nakano, H., Urakawa, L. S., Toyoda, T., Aoki, K., and Usui, N.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 16223

    • DOI

      10.1038/s41598-023-43009-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Climatic Hotspot2 project in Japan for further understanding of mid-latitude air-sea interactions2024

    • Author(s)
      Nonaka, M.,
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between decadal variability of the Kuroshio Extension and El Ni?o/Southern Oscillation Modoki revealed by a linear Rossby wave model2024

    • Author(s)
      Tamura, Y., and Tozuka, T.
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatic hotspot2 project2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      The Fourth Session of the CSK-2 International Steering Group
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Japanese Climatic Hotspot2 project for mid-latitude ocean-atmosphere interactions2023

    • Author(s)
      野中正見
    • Organizer
      大気海洋相互作用に関する研究集会
  • [Presentation] Mid-latitude ocean-atmosphere variability and predictability2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      APL-CMCC-ACCESS Workshop on "Empowering Human Wellbeing through Advances in Climate Analysis and Prediction"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent progresses in the studies of mid-latitude air-sea interactions2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      APL-ICAR Workshop on "Climate Research and Applications for Mitigating Extreme Events in Asia-Pacific”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatic Hotspot2 project in Japan for further understandings of mid-latitude air-sea interactions2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      IUGG2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatic Hotspot2 project2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatic Hotspot2 project in Japan: results from its four years2023

    • Author(s)
      Nonaka, M.
    • Organizer
      JpGU2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高解像大気海洋結合モデルにおける黒潮続流の十年規模変動と中央熱帯太平洋の関係性2023

    • Author(s)
      田村優樹人, 東塚知己
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] Dominant forcing regions of decadal variations in the Kuroshio Extension revealed by a linear Rossby wave model2023

    • Author(s)
      Tamura, Y., T. Tozuka
    • Organizer
      International Workshop on Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dominant forcing regions of decadal variations in the Kuroshio Extension revealed by a linear Rossby wave model2023

    • Author(s)
      Tamura, Y., T. Tozuka
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancing precipitation regime and profile databases for the GSMaP precipitation retrieval and combined observation of melting precipitation particles2023

    • Author(s)
      Hamada, A., K. Aonashi, Y. N. Takayabu, and K. Kanemaru
    • Organizer
      Joint PI Meeting of JAXA Earth Observation Missions FY2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高海面水温上での海上気温上昇の抑制2023

    • Author(s)
      青島 美穂,田口 文明,安永 数明,濱田 篤
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 降水粒子撮像観測およびマイクロレインレーダ観測を用いた融解層付近の降水粒子の統計解析2023

    • Author(s)
      濱田 篤,辻 泰成,安永 数明,鈴木 賢士,金子 有紀
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 黒潮続流域におけるメソ~総観規模低気圧の統計解析2023

    • Author(s)
      九鬼 雪花,濱田 篤,田口 文明,安永数明
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)の気候学的な特徴2023

    • Author(s)
      二宮 秀,安永 数明,濱田 篤,山崎 哲,福井 真
    • Organizer
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 黒潮続流域におけるメソ~総観規模低気圧の統計解析2023

    • Author(s)
      九鬼 雪花,濱田 篤,田口 文明,安永 数明
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 高海面水温上での海上気温上昇の抑制2023

    • Author(s)
      青島 美穂,田口 文明,安永 数明,濱田 篤
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 日本周辺における海洋貯熱量と黒潮続流の流路変動の関係2023

    • Author(s)
      堀 聡太, 田口 文明
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 日本海における海洋熱波頻度の三次元構造と近年の急増2023

    • Author(s)
      本林 英也, 田口 文明, 美山 透
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] Simulated decadal variations of phytoplankton concentration anomalies in the upstream Kuroshio Extension region with a focus on subsurface maxima2023

    • Author(s)
      Tozuka, T, Y. Sasai, S. Yasunaka, H. Sasaki, and M. Nonaka
    • Organizer
      IUGG2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Statistical analysis of meso- to synoptic-scale cyclone activity over the Kuroshio and Kuroshio Extension regions2023

    • Author(s)
      Kuki, S., A. Hamada, K. Yasunaga, and B. Taguchi
    • Organizer
      International Workshop on Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Suppressed increase of surface air temperature over the warm ocean2023

    • Author(s)
      Aoshima, A., B. Taguchi, K. Yasunaga, and A. Hamada
    • Organizer
      International Workshop on Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Climatological changes in the JPCZ2023

    • Author(s)
      Ninomiya, S., K. Yasunaga, A. Hamada, B. Taguchi, A. Yamazaki, and S. Fukui
    • Organizer
      International Workshop on Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simulated decadal variations of surface and subsurface phytoplankton in the upstream Kuroshio Extension region2023

    • Author(s)
      Tozuka, T, Y. Sasai, S. Yasunaka, H. Sasaki, and M. Nonaka
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Statistical analysis of meso- to synoptic-scale cyclone activity over the Kuroshio and Kuroshio Extension regions2023

    • Author(s)
      Kuki, S., A. Hamada, B. Taguchi
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interannual-to-decadal modulation of wintertime sub-seasonal variability over the Eurasia-East Asian sector2023

    • Author(s)
      Taguchi, B., K. Nishii, M. Mori, H. Nakamura
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] OFES2-NPZDモデルにより再現された黒潮続流域における植物プランクトン濃度の十年規模変動2023

    • Author(s)
      東塚 知己、笹井 義一、佐々木 英治、野中 正見
    • Organizer
      日本海洋学会2021年度秋季大会 (online)
  • [Presentation] Assimilation of Himawari-8 sea surface temperature with weak-constraint 4D-Var2023

    • Author(s)
      Usui, N., N. Hirose, Y. Fujii, and I. Ishikawa
    • Organizer
      International Workshop on Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assimilation of high-resolution sea surface temperature into an eddy-resolving ocean model with a weak-constraint 4D-Var method2023

    • Author(s)
      Usui, N., N. Hirose, Y. Fujii, and I. Ishikawa
    • Organizer
      OceanPredict DA-TT meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 黒潮・黒潮続流に強制された日本沿岸水位変動2023

    • Author(s)
      碓氷典久, 小川浩司
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Invited
  • [Presentation] Cold- versus warm-season-forced variability of net Kuroshio transport2023

    • Author(s)
      Kawakami, Y.
    • Organizer
      The Fourth Session of the CSK-2 International Steering Group
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 船舶観測, アルゴフロート, および数値モデルを用いた黒潮と水塊の時間変動の研究2023

    • Author(s)
      川上雄真, 中野英之, 豊田隆寛, 坂本圭, 浦川昇吾, 杉本周作
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Invited
  • [Presentation] Interactions between ocean and successive typhoons in the Kuroshio region in 2018 in atmosphere-ocean coupled model simulations2023

    • Author(s)
      Kawakami, Y., H. Nakano. Nakano, S. Urakawa, T. Toyoda, K. Sakamoto, H. Yoshimura, E. Shindo, and G. Yamanaka
    • Organizer
      AOGS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cold- versus warm-season-forced variability of net Kuroshio transport south of Japan2023

    • Author(s)
      Kawakami, Y., H. Nakano, S. Urakawa, T. Toyoda, K. Sakamoto, G. Yamanaka, and S. Sugimoto
    • Organizer
      AOGS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北西太平洋における海洋熱波のマルチシナリオ高解像度アンサンブル将来予測2023

    • Author(s)
      川上雄真、中野英之、浦川昇吾、豊田隆寛、坂本圭、山中吾郎、西川史朗、杉山徹、黒木聖夫、石川洋一、佐藤克成
    • Organizer
      日本海洋学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 寒候期の大気強制が主導する黒潮流量の変動2023

    • Author(s)
      川上雄真, 中野英之, 浦川昇吾, 豊田隆寛, 坂本圭, 山中吾郎, 杉本周作
    • Organizer
      2023年度大槌シンポジウム
  • [Presentation] 寒候期の大気強制が主導する黒潮と北太平洋亜熱帯モード水の変動2023

    • Author(s)
      川上雄真, 中野英之, 浦川昇吾, 豊田隆寛, 坂本圭, 山中吾郎, 杉本周作
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Remarks] 変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/apl/hotspot2/index.html

  • [Funded Workshop] 新学術領域研究 「変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot」 第2回国際会議 “Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability”2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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