2020 Fiscal Year Annual Research Report
Climate variability and predictability in the extratropics
| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05703
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
望月 崇 九州大学, 理学研究院, 准教授 (00450776)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 正人 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (00749179)
今田 由紀子 気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (50582855)
宮川 知己 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (80584979)
小坂 優 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (90746398)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 中長期変調 / 気候変動 / 気候モデリング / 地球温暖化 / 予測可能性 / 極端気象現象 / 大気海洋相互作用 / データ同化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，温暖化予測研究の国際標準である大気海洋結合モデル相互比較プロジェクト(CMIP)に対応する気候シミュレーションを活用し，変わりゆく気候のなかでの中緯度気候の変動物理や極端現象の中長期的な変化・変調傾向，および予測可能性について，遠隔影響も含めたグローバルな視点から解明することを目指している。そのために，温暖化予測に関わる気候シミュレーションデータを横断的に精査するとともに，HighResMIPと対応するような高解像度の大気モデル・大気海洋結合モデルシミュレーション，およびDCPPと対応するような大気海洋結合モデルのペースメーカー実験や感度実験，予測実験といった機動性が高いさまざまな気候シミュレーションを併用するという特色あるアプローチをとる。
本年度は，CMIPデータ入手継続やCMIPに基づく各種気候モデルシミュレーションの実施，及びそれらを含む広範なデータセットを用いた変動物理解析の実施によって，変わりゆく気候系の中緯度大気海洋相互作用という観点から，注目すべき中長期変調や大気海洋結合現象の検出やメカニズム解明に取り組んできた。扱ってきた主要課題は以下4項目に大別できる。(a)日本付近の極端現象における中長期変化変調と物理プロセス，(b)日本付近の気候の季節進行の中長期変化変調と物理プロセス，(c)変化・変調をあたえうる極域や熱帯域からの影響と中緯度大気海洋プロセス，(d)超高解像度の大気海洋結合モデルシミュレーションの環境整備や試行。いずれの課題の成果も，予測可能性の探求や超高解像度モデリングシミュレーションの活用といった今後の発展研究に向けて指針を与えるものであり，学術的な成果は国内外で開催された学会や研究集会で発表して議論を重ね，投稿論文として取りまとめを進めた。
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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
物理解析に利用する気候シミュレーションデータの整備や気候シミュレーション，物理解析の実施を通じて，顕著現象のイベントや統計的性質のほか，それらにまつわる卓越メカニズムにも言及した。また，それぞれの研究は個別の現象解析にとどまることなく，潜在的な予測可能性や実際の予測計算における予測可能性の探究にも踏み込みつつあり，現在までの進捗は概ね順調である。
顕著現象に注目しながら，高解像度大気モデルを使用した多アンサンブルシミュレーションデータd4PDFを活用して，梅雨期の九州西部や台風襲来時の九州東部で極端降水頻度の予測可能性を実証するともに，熱帯域の海面水温変動との結びつきを明らかにした。過去における九州の極端降水頻度に影響を与える熱帯域の海面水温変動に，十年規模の変調傾向を見いだした。また，温暖化に伴う季節進行の変調傾向も精査した。東アジア域の冬季について近年のトレンド変調にまつわる現象解析を実施してWACEパターンに伴うアジアモンスーン強化の効果を明らかにした一方で，日本周辺の冬季気温変化傾向について実際の気候予測計算から数年程度の予測可能性を実証した。さらに，過去の気候についてMIROC結合モデル計算と大気モデル計算を実施して比較検討をおこなうことで極域の大気海洋海氷結合の重要性を指摘したほか，夏季東アジアの異常気象に関する熱帯海盆間相互作用，遠隔影響を伴うIPOCモードや偏西風の蛇行現象シルクロードパターンの寄与，地球温暖化に伴うENSO大気影響の変調など，東アジア域の中長期気候変動に対する他の地域からの影響を幅広く調べた。そのほか，雲解像度（14kmより高解像度）のNICAM大気モデルと渦解像度（0.1度）のCOCO海洋モデルを結合したNICOCO超高解像度大気海洋結合モデルの1ヶ月計算を実現して気候解析での有用性を探った。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を踏まえ，特に注目すべき中長期変調や大気海洋結合現象として，日本や東アジア域の極端現象や季節進行における中長期変化変調，及び変化変調をあたえうる極域や熱帯域からの影響と中緯度大気海洋結合を中心に物理プロセス解明をおこなう。なお，本研究領域の目的や本研究課題の位置付けを勘案して，これまでの変動物理にまつわるシミュレーションと物理解析の継続はもちろんのこと，それらに加えて，予測可能性の探求と超高解像度モデリングシミュレーションの活用もおこなっていく。
極端現象の十年規模変調に注目した場合，熱帯域の海面水温変動には潜在的な予測可能性が示唆されることから，日本の局所的な極端降水の発生確率においても同じく予測可能性の存在が期待される。この潜在的予測可能性の議論を実際の十年規模気候予測に基づいた極端現象の予測可能性評価に拡張する。とりわけ，九州の極端降水頻度と熱帯域の海面水温変動との関係性については，熱帯大西洋-太平洋の大洋間結合からの影響に着目して，それを含めた予測可能性評価や十年規模変調メカニズム解明をおこなう。また，日本付近の季節進行の中長期変調について，実際の予測計算データを解析して予測可能性評価とともに，それにまつわる変動物理を明らかにする。他班とも連携しながら高解像度結合シミュレーションも併用して包括的な理解を目指す。さらに，地球温暖化に伴うグローバル気候の変化変調を念頭におきながら，特に，シルクロードパターンの変調傾向などについてまとめるほか，近年の日本付近の極端現象にまつわる大気海洋海氷プロセスについて明らかにする。熱帯太平洋ペースメーカー実験やMIROCやNICAM/NICOCOのアンサンブルシミュレーションを実施して，大気海洋結合の視点から太平洋海面水温変動やPNA変動の影響を重点的に調べる。
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[Book] Basin Interactions and Predictability. In C. Mechoso (Ed.), Interacting Climates of Ocean Basins: Observations, Mechanisms, Predictability, and Impacts2020
Author(s)
Noel Keenlyside, Yu Kosaka, Nicolas Vigaud, Andrew W. Robertson, Yiguo Wang, Dietmar Dommenget, Jing-Jia Luo, Daniela Matei
Total Pages
342
Publisher
Cambridge University Press
ISBN
978-1-108-49270-6
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