2014 Fiscal Year Annual Research Report
極東域における爆弾低気圧と中緯度海洋の相互作用に関する研究
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14J04241
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
平田 英隆 九州大学, 理学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 急発達する温帯低気圧 (爆弾低気圧) / 中緯度大気海洋相互作用 / 黒潮/黒潮続流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は高解像度大気海洋結合モデル:CReSS-NHOESを用いて急発達する温帯低気圧 (爆弾低気圧) の再現実験を行い、爆弾低気圧と中緯度海洋との相互作用について調査した。またこの解析を実施する過程で、従来の研究では理解が限られていた黒潮/黒潮続流域から蒸発する水蒸気が低気圧の発達へ与える影響に関するプロセスについても明らかになってきた。
再現実験に用いた事例は2013年1月中旬に発生した南岸低気圧である。爆弾低気圧が海洋へ与える影響として低気圧中心近傍において海洋の表層から中層にかけて湧昇が誘起される様子が見られた。これは、低気圧の力学的強制に対して海洋が応答した結果であると考えられる。しかしながら、冬季は海洋混合層が深いために湧昇に対応して海面付近の水温の顕著な低下は現れなかった。
本低気圧では海面水温の顕著な変動は現れなかったが、低気圧発達中に低気圧北象限で黒潮/黒潮続流域から多量の水蒸気蒸発が生じるという特徴的な現象が見られた。水蒸気の潜熱解放は低気圧の発達を促進するので、この暖流から蒸発した水蒸気が低気圧発達へどのような影響を及ぼしているのか、調査した。まず、低気圧北象限に位置する寒冷コンベアベルト (CCB) と呼ばれる乾燥した強い東風のベルトが暖かい暖流上に重なることで、暖流域からの水蒸気蒸発が促進されていことが明らかになった。さらに、暖流から蒸発した水蒸気はCCBによって低気圧中心近傍へ輸送され、収束・上昇し、潜熱解放をする様子が確認された。この潜熱解放は低気圧の発達を促進し、それに伴いCCBも強化されることが考えられる。これらの結果は、中緯度暖流域上においてCCBを介して低気圧発達を促進するフィードバックプロセスが生じていることを示唆する。これらの一連の研究成果は、7つの国内学会、2つの国際学会で発表を行い、現在、学術論文誌に投稿中である。
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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
高解像度大気海洋結合モデル:CReSS-NHOESによる爆弾低気圧の再現実験によって、本研究が明らかにしようとしている課題の一つである、爆弾低気圧が海洋へ与える影響について明らかになってきた。しかしながら、この影響によって生じる海面水温低下は明瞭でないため、この効果が大気へ与える影響も不明瞭である。そのため、季節などを変えてこれらの効果についてはさらに調査していく必要がある。また、これらの研究を実施する過程で、従来の研究では理解が限られていた黒潮/黒潮続流域から蒸発する水蒸気が低気圧の発達へ与える影響に関するプロセスについても明らかになってきた。このようなプロセスの理解は北西太平洋域における温帯低気圧の急発達の理解に貢献する成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度はまず一つ目として、今年度の研究成果から構築した「寒冷コンベアベルトを介した中緯度暖流上における爆弾低気圧の急発達に関するフィードバックプロセス」について検証する。このプロセスはまだ仮説の段階であり、様々なアプローチから実証作業を行う必要がある。来年度は高解像度雲解像度モデルCReSSを用いて複数の数値実験を実施することでこのプロセスの検証作業を進める。具体的には、上記のフィードバックのプロセスの一部として重要な要素である海面水温や海面からの水蒸気供給を改変する数値実験を設計し、これを用いて低気圧の数値シミュレーションを行う。これらの結果から、低気圧の発展がどのように、それらの要素の変動に対して応答するのか調査する。また、複数の低気圧に対してこれらの数値実験を実施することで、このフィードバックプロセスの普遍性を確かめる。
二つ目として、前年度明らかになった爆弾低気圧が中緯度海洋へ与える影響についてさらに研究を発展させ、この効果が低気圧の発達や経路などに影響を及ぼし得るのか調査する。現時点で温帯低気圧通過前後に中緯度の海面水温低下が生じる事例はすでに観測データなどで特定済みである。その選定された低気圧について、高解像度大気海洋結合モデルCReSS-NHOESで再現実験を実施し、その出力データを詳細に解析することで爆弾低気圧と中緯度海洋の相互作用について調査する予定である。
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