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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Atmospheric/Oceanic General circulations in isentropic/isopicnal vertical coordinates

Research Project

Project/Area Number 15H02129
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

岩崎 俊樹  東北大学, 理学研究科, 特任教授 (80302074)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 ちあき  気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (20354459)
山崎 哲  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 (20633887)
相木 秀則  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (60358752)
高谷 康太郎  京都産業大学, 理学部, 教授 (60392966)
須賀 利雄  東北大学, 理学研究科, 教授 (70211977)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywords気候変動 / 加重付等温位面平均 / 加重付等密度面平均 / 寒気流出・コールドサージ / 亜熱帯モード水 / 波動平均流相互作用
Outline of Annual Research Achievements

気候モデルによる気候変動予測結果について寒気流出解析を行い、冬半球の寒気の将来変化を明らかにした。これまでの観測データでは高緯度から中緯度への寒気流出の減少傾向は不明瞭であったが、気候予測では2050年頃には明瞭になると予測される。
現実大気における北半球の大規模な寒気流出について、ブロッキングとの関係や低緯度領域への流出経路などを統計的に調査した。ブロッキングの同定手法を高度化し、発生場所や形態に多様性があるブロッキングを高精度で検出できるようになった。また、EUパターンは波動平均流相互作用を通じて中高緯度の直接循環を駆動し、東アジアでの寒気流出を強化している。寒気流出現象は亜熱帯や熱帯にも影響することがあり、顕著な南北間相互作用の重要なチャネルになっている。南北間相互作用をコントロールする因子を調べた。更に、当該解析手法をメソスケール現象の解析にも適用し、前線構造や前線性降雨の形成の理解に有効であることを確認した。
移動性のロスビー波を対象とする、等温位面座標系における3次元「波の活動度」保存則及び変形されたオイラー平均(Transformed Eulerian Mean;TEM)方程式系の導出に成功した。これにより、移動性ロスビー波束伝播とその基本流への影響、そして大気循環のラグランジュ的運動のそれぞれの3次元構造を、等温位面上でより定量的に評価する事が可能となった。
季節風に駆動される海洋表層の波動について気候学的なエネルギー循環像をインド洋と大西洋について明らかにした。エネルギーフラックスにヘルムホルツ分解を施して、収束発散場に対応するフラックスポテンシャルの分布を得ることで風強制と西岸消散それぞれが重要な海域を割り出すことに成功した。今後、フラックス流線関数は、経年変動を解析する指標として活用する。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 9 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Cold Surge Pathways in East Asia and Their Tropical Impacts2021

    • Author(s)
      Abdillah Muhammad Rais、Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki、Matsumoto Jun
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 34 Pages: 157~170

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-20-0552.1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis of Systematic Error in Numerical Weather Prediction of Coastal Fronts in Japan's Kanto Plain2021

    • Author(s)
      SUZUKI Kento、IWASAKI Toshiki、YAMAZAKI Takeshi
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 27~47

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Planetary Wave Modulations Associated with the Eurasian Teleconnection Pattern2021

    • Author(s)
      MAEDA Shuhei、TAKEMURA Kazuto、KOBAYASHI Chiaki
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 449~458

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Southward cold airmass flux associated with the East Asian winter monsoon: Diversity and impacts2021

    • Author(s)
      Liu Qian、Chen Guixing、Wang Lin、Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 34 Pages: 3239~3254

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-20-0319.1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Future Reductions in Polar Cold Air Mass and Cold Air Outbreaks Revealed From Isentropic Analysis2020

    • Author(s)
      Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 47 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019GL086076

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Life Cycle of Annual Waves in the Indian Ocean as Identified by Seamless Diagnosis of the Energy Flux2020

    • Author(s)
      Li Zimeng、Aiki Hidenori
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 47 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019GL085670

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Climatological Horizontal Pattern of Energy Flux in the Tropical Atlantic as Identified by a Unified Diagnosis for Rossby and Kelvin Waves2020

    • Author(s)
      Song Qingyang、Aiki Hidenori
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      Volume: 125 Pages: -

    • DOI

      10.1029/2019JC015407

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Long-term trends and impacts of polar cold airmass in boreal summer2020

    • Author(s)
      Liu Qian、Chen Guixing、Iwasaki Toshiki
    • Journal Title

      Environmental Research Letters

      Volume: 15 Pages: 084042~084042

    • DOI

      10.1088/1748-9326/ab986d

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Future Projection of Extreme Heavy Snowfall Events With a 5‐km Large Ensemble Regional Climate Simulation2019

    • Author(s)
      Sasai T.、Kawase H.、Kanno Y.、Yamaguchi J.、Sugimoto S.、Yamazaki T.、Sasaki H.、Fujita M.、Iwasaki T.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 124 Pages: 13975~13990

    • DOI

      10.1029/2019JD030781

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On the Three Dimensional Mass-Weighted Isentropic Time Mean Equation for Rossby Waves2019

    • Author(s)
      Kinoshita Takenari、Takaya Koutarou、Iwasaki Toshiki
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 15 Pages: 193~197

    • DOI

      10.2151/sola.2019-035

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Isentropic analyses of the polar cold airmass and its outbreaks2019

    • Author(s)
      T. Iwasaki、 Y. Kanno、 M. R. Abdillah
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Future changes in polar cold air mass and cold air outbreaks in the Northern and Southern Hemispheric winter2019

    • Author(s)
      Y. Kanno and T. Iwasaki
    • Organizer
      27th International Union of Geodesy and Geophysics general assembly
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Brewer-Dobson circulation diagnosed from reanalysis datasets2019

    • Author(s)
      Chiaki KOBAYASHI、 Toshiki IWASAKI
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 16th Annual Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The life-cycle of annual waves in the tropical Pacific Ocean as identified by a seamless diagnosis for the energy flux2019

    • Author(s)
      H. Aiki
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ensemble Forecast Sensitivity to Observations (EFSO) technique for global observing system experiments (OSEs)2019

    • Author(s)
      Akira Yamazaki、 Takemasa Miyoshi、 Takeshi Enomoto、 Nobumasa Komori、 Jun Inoue
    • Organizer
      ECMWF Workshop: Observational campaigns for better weather forecasts
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The selective absorption mechanism for the maintenance of a summertime blocking: A case study2019

    • Author(s)
      Akira Yamazaki、 Hisanori Itoh、 and Hiroaki Naoe
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会小倉特別講義
  • [Presentation] 季節風から年周期表層波動へのエネルギー入力の見積もり2019

    • Author(s)
      相木秀則
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] 温位座標に基づく大気エネルギーサイクルの将来変化2019

    • Author(s)
      菅野湧貴、岩崎俊樹
    • Organizer
      日本海洋学会秋季大会
  • [Presentation] 寒気質量の蓄積・放出と大気ブロッキング発生頻度との関係2019

    • Author(s)
      山崎哲、菅野湧貴
    • Organizer
      日本海洋学会2019年度秋季大会
  • [Presentation] 熱帯太平洋の表層季節波動のライフサイクル解析2019

    • Author(s)
      相木秀則
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
  • [Presentation] 新潟での局所降雪分布と亜寒帯・亜熱帯ジェット変動及びブロッキングとの関係2019

    • Author(s)
      山崎哲、本田明治、川瀬宏明
    • Organizer
      日本気象学会2019年度春季大会
  • [Presentation] 2018年の北半球中緯度高温偏差2019

    • Author(s)
      小林ちあき、石川一郎
    • Organizer
      第15回「異常気象と長期変動」(異常気象研究会
  • [Presentation] 「熱帯と中高緯度の力学の「結合」」2019

    • Author(s)
      高谷康太郎
    • Organizer
      梅雨前線研究ワークショップ
  • [Book] ニュース・天気予報がよくわかる気象キーワード事典2019

    • Author(s)
      筆保 弘徳、山崎 哲、中村 哲、安成 哲平、吉田 龍二、釜江 陽一、下瀬 健一、大橋 唯太、堀田 大介
    • Total Pages
      276
    • Publisher
      ベレ出版
    • ISBN
      978-4-86064-591-5

URL: 

Published: 2021-12-27  

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