衛星データの4次元同化解析とモデルによる気候システム変動の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08241106
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木本 昌秀 東京大学, 気候システム研究センター, 助教授 (30262166)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 里村 雄彦 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20273435) ; 陸 旻皎 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80240406) ; 和方 吉信 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (90201871) ; 池淵 周一 京都大学, 防災研究所, 教授 (20026181) ; 住 明正 東京大学, 気候システム研究センター, 教授 (10179294)
• Keywords: 衛星データ / 気候モデル / 4次元データ同化

Research Abstract

大気・海洋・陸面からなる気候システムの各コンポーネントについて、衛星データ利用、そのための気候モデルの高精度化、4次元データ同化手法の開発、大陸規模の水・熱エネルギー循環の解明、という観点から、研究を実施している。
本年度における個々の研究成果の概要は、以下のようである。
・昨年度作成した全球河道網の水文学的側面の改良を行ない、精度向上を図った。
・陸面過程モデルにおけるサブグリッドスケール地形の影響評価を行った。
・二酸化炭素フラックスを算出できる陸面モデルを3次元局地大気モデルと結合し、長期間積分を行なった。また、同陸面モデルを全球大気循環モデルと結合した。
・陸面過程モデルと大気データを用いて作成した全球土壌水分分布データを用いて土壌水分の季節変動特性の解析を行なった。その結果、土壌水分の季節変動は、熱帯では降水量に、中高緯度では蒸発に支配されることがわかった。また、土壌水分分布が大気循環に与えるインパクトを評価し、アジアモンスーン域や北米域で影響が大きいことを見い出した。これは、湿潤鉛直成層の不安定化→積雲対流の活発化、というプロセスによる。
・中高緯度大陸内部での気候のシミュレーションには、陸面過程、とくに流出のパラメリゼーションげ決定的な役割を果たすことが明らかとなった。地球温暖化実験における大陸内部乾燥化、高温化の程度の解釈には注意が必要である。
・雲解像大気モデルによるシミュレーションによって、静穏な大規模場のもとでも、対流雲によって引き起こされる大気海洋間の水・熱エネルギー交換の定量評価が可能になった。この結果は、大循環モデルに用いられるパラメタリゼーション改良の指針となる。
・昨年度開発したマイクロ波放射計の輝度温度データを直接大気モデルに同化するスキームにより同化および予報実験を行なった。大規模な乾湿場のコントラストが改善され雲クラスターの予報も改善された。
・海洋大循環モデルを用いた4次元データ同化システムに、TOPEX/POSEIDON海面高度データを取り入れる方法の改良中である。

Research Products

• [Publications] 木本 昌秀: "An ocean data assimilation system for climate monitoring" Journal of the Meteorological Society of Japan. 75. 471-487 (1997)
• [Publications] 青梨 和正: "A Physical Initialization Method for the Economical Prognostic Arakawa Schubert Scheme" Journal of the Meteorological Society of Japan. 75. 596-618 (1997)
• [Publications] 馬渕 和雄: "A biosphere-atmosphere interaction model(BAIM)and its primary verifications using grassland data" Papers in Meteorology and Geophysics. 47. 115-140 (1997)
• [Publications] 木本 昌秀: "数値モデルによる93/94年夏の異常天候についての一考察" 気象研究ノート. 189. 232-248 (1997)
• [Publications] 陸 旻皎: "衛星積雪面積情報と分布型融雪流出モデルを用いた広域降雪特性抽出の試み" 水工学論文集. 41(印刷中). (1997)
• [Publications] X.Shen, M.Kimoto, A.Sumi: "Role of land surface processes associated with interannual variability of broad-scale summer monsoon simulated by the CCSR/NIES AGCM" J.Meteor.Soc.Japan. 76(印刷中). (1998)
• [Publications] 木本 昌秀(共編): "Data Assimilation in Meteorology and Oceanography:Theory and Practice" Universal Academy Press, 386 (1997)