熱帯準二年振動が中高緯度の大気場・化学場の年々変動に及ぼす影響

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20340129
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: 柴田 清孝 Japan, Meteorological Research Institute, 環境・応用気象研究部, 室長 (50354494)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 友二 気象庁気象研究所, 気候研究部, 主任研究官 (80343888) ; 山崎 孝治 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (70270791)
• Keywords: 赤道準二年振動 / 化学-気候モデル / 将来予測実験 / 過去再現実験 / 火山性エーロゾル / 太陽11年周期 / オゾン層破壊物質 / Holton-Tan関係

Research Abstract

化学-気候モデルの1960年代から2100年までの過去再現実験と将来予測実験の両方を併せ持つ長期ランを行った。モデルは気象研究所の化学-気候モデル(MRI-CCM)。境界条件は、1960年代からの観測された強制力(海面水温、海氷、温室効果気体、オゾン層破壊物質濃度、太陽紫外線11年変動)を与えるものである。統計的有意性をあげるため、数個のメンバーのアンサンブルランを行った。化学の効果を調べるため、エルチチョンとピナツボ火山エーロゾルが入った場合のランも行った。これらランの解析も同時に行い、QBO以外のシグナル(ENSO等)の解析や中高緯度対流圏でのQBOシグナルの検出とその影響評価、中高緯度の成層圏でのQBOシグナルの検出とその影響評価を行った。また、QBOに伴う月平均東西風・気温変動の各再解析データ(ERA-Interim, ERA40, JRA25/JCDAS, NCEP1, NCEP2)の特徴をラジオゾンデによる観測データ(RATPAC)と比較して調べた。100-50hPaの気温はNCEP1, NCEP2はQBOに伴う変動がRATPACに比べ小さくERA40, JRA25/JCDAS特にERA-InterimはRATPACとよく一致した。QBOに伴い熱帯圏界面の最低温領域付近(西太平洋・インド洋上)で特に気温変動が大きいことが明らかになり,このことはQBOが熱帯圏界面における水蒸気脱水過程に従来考えられていた以上に影響することに対応する.またGPS掩蔽観測データ(COSMIC)を同化したデータ(ERA-Interim)と同化してないデータ(ERA40, JRA25/JCDAS)で100hPa面の熱帯中部太平洋域においてQBOに伴う気温変動に差異(同化データでは同領域で気温変動が小さい)があることを明らかにした。さらに、観測・再解析データを使って南半球環状モードに与えるQBOの影響の解析も行い、QBOと太陽活動の効果はほぼ線形的に、効いてきており、北大西洋振動(NAO)の場合とは著しく異なるということが分かった。

Research Products

• [Journal Article] Role of vertical eddy heat flux in the response of tropical tropopause temperature to changes in tropical sea surface temperature (2010)
  • Author(s): Yoshida, K., K.Yamazaki
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research 115 Pages: D01108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Northern winter stratospheric temperature and ozone responses to ENSO inferred from an ensemble of Chemistry Climate Models (2009)
  • Author(s): Cagnazzo, C., Manzini, E., Calvo, N., Douglass, A., Akiyoshi, H., Bekki, S., Chipperfield, M., Dameris, M., Deushi, M., Fischer, A.M., Garny, H., Gettelman, A., Giorgetta, M.A., Plummer, D., Rozanov, E., Shepherd, T.G., Shibata, K., Stenke, A., Struthers, H., Tian, W.
  • Journal Title: Atmospheric Chemistry and Physics 9 Pages: 8935-8948
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coupled chemistry climate model simulations of stratospheric temperatures and their trends for the recent past (2009)
  • Author(s): Austin, J., R.J.Wilson, H.Akiyoshi, S.Bekki, N.Butchart, C.Claud, V.I.Fomichev, P.Forster, R.R.Garcia, N.P.Gillett, P.Keckhut, U.Langematz, E.Manzini, T.Nagashima, W.J.Randel, E.Rozanov, K.Shibata, K.P.Shine, H.Struthers, D.W.J.Thompson, F.Wu, S.Yoden
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 36 Pages: L13809
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The tropical tropopause layer 1960-2100 (2009)
  • Author(s): Gettelman, A., T.Birner, V.Eyring, H.Akiyoshi, D.A.Plummer, M.Dameris, S.Bekki, F.Lefevre, F.Lott, C.Bruhl, K.Shibata, E.Rozanov, E.Mancini, G.Pitari, H.Struthers, W.Tian, D.E.Kinnison
  • Journal Title: Atmospheric Chemistry and Physics 9 Pages: 1621-1637
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Stratospheric Circulation on the Predictability of the Tropospheric Northern Annular Mode (2009)
  • Author(s): Mukougawa, H., Hirooka, T., Kuroda, Y
  • Journal Title: Geophysical Research Letters 36 Pages: L08814
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Influence of solar cycle and QBO modulation on the Southern Annular Mode (2010)
  • Author(s): Kuroda, Y., K.Yamazaki
  • Organizer: SOLARIS 2009 Workshop
  • Place of Presentation: ポツダム、ドイツ
  • Year and Date: 2010-03-11
• [Presentation] The equatorial QBO influence on the northern winter extratropical circulation (2010)
  • Author(s): Naoe, H., K.Shibata
  • Organizer: 90^<th> American Meteorological Society Annual Meeting
  • Place of Presentation: アトランタ、米国
  • Year and Date: 2010-01-19
• [Presentation] 21世紀予測実験に基づいた成層圏における物質輸送特性の長期変動解析 (2009)
  • Author(s): 出牛真, 柴田清孝
  • Organizer: 日本気象学会 2009年度秋季大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡(福岡)
  • Year and Date: 2009-11-26
• [Presentation] 熱帯対流圏界面付近における準二年周期振動の構造 (2009)
  • Author(s): 吉田康平, 山崎孝治, K.Hamilton
  • Organizer: 日本気象学会 2009年度秋季大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡(福岡)
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] Ensemble Kalman filter assimilation of atmospheric chemical constituents data with a MRI chemistry-climate model : OSS Experiments (2009)
  • Author(s): Deushi, M., T.Sekiyama, K.Shibata
  • Organizer: The 5th WMO International Symposium On Data Assimilation
  • Place of Presentation: メルボルン、オーストラリア
  • Year and Date: 2009-10-07
• [Presentation] Development of an MRI chemistry-climate model coupled with data assimilation system for ozone forecasts (2009)
  • Author(s): Deushi, M., K.Shibata
  • Organizer: MOCA-09, IAMAS/IAPSO/IACS 2009 Joint Assembly
  • Place of Presentation: モントリオール、カナダ
  • Year and Date: 2009-07-22
• [Presentation] Global ozone signals associated with extreme NAM events as revealed with the MRI chemistry-climate model driven by observed forcings (2009)
  • Author(s): Shibata, K, M.Deushi
  • Organizer: MOCA-09, IAMAS/IAPSO/IACS 2009 Joint Assembly
  • Place of Presentation: モントリオール、カナダ
  • Year and Date: 2009-07-21
• [Presentation] The dynamical influences of the equatorial QBO on the winter stratospheric circulation in the Northern Hemisphere (2009)
  • Author(s): Naoe, H., K.Shibata
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合会 2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] Structure of extreme NAM events in the simulation of a chemistry-climate model driven by observed forcings (2009)
  • Author(s): Shibata K., M.Deushi
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合会 2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉)
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] Duration of NAM in the simulation of a chemistry-climate model driven by observed forcings (2009)
  • Author(s): Shibata, K, M.Deushi
  • Organizer: EGU 2009 General Assembly
  • Place of Presentation: ウィーン、オーストリア
  • Year and Date: 2009-04-22
• [Presentation] Role of the vertical eddy heat flux in the tropical tropopause temperature response to tropical sea surface temperature changes (2009)
  • Author(s): Yoshida, K., K.Yamazaki
  • Organizer: EGU 2009 General Assembly
  • Place of Presentation: ウィーン、オーストリア
  • Year and Date: 2009-04-21