Effect of the tropical quasi-biennial oscillation on the interannual variations in atmospheric and chemistry field over the extratropics

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 20340129
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: SHIBATA Kiyotaka Japan, Meteorological Research Institute, 環境・応用気象研究部, 室長 (50354494)
• Project Period (FY): 2008 – 2011
• Keywords: Holton-Tan関係 / オゾン層破壊物質 / 化学-気候モデル / 熱帯準二年振動

Research Abstract

(1)化学-気候モデルの気候値長期ランとシナリオ長期ラン
気象研究所の化学-気候モデル(MRI-CCM)に気候値の外力を与える長期気候値ランを行う。季節変化が毎年同じように繰り返す海面水温や海氷を使い、二酸化炭素のような均質混合の温室効果気体やフロンやハロン等のオゾン層破壊物質濃度は一定、太陽放射も季節変化はするが太陽定数やスペクトル分布は一定の条件で化学-気候モデルを駆動する(オゾン等の不均質混合気体は化学-気候モデルが予報する)。統計的有意性をあげるため、200年程度の長期積分を行う。また、観測値の外力を与えて1960年代から現在までの過去再現長期ランと、観測値の外力から太陽変動と火山エーロゾルを除いて過去の外力は観測値を使い、将来の外力はシナリオを用いて1960年から2100年までの過去再現・将来予測ランを行い、そのデータを準二年振動(QBO)について解析し、影響を評価する。
(2)観測・再解析データの整備と解析
風・温度・高度の大気場はERA40、ERA-interim、NCEP-NCAR等の再解析データを使う。オゾン・NOx等の微量気体はSAGE、HALOE、SBUVなどの衛星データを使うが、欠測等でデータの存在しない期間や場所、さらに、グリッド間隔が必ずしも空間に固定されていない場合があるので、埋められる箇所は最適内挿等の手法で補間し、また、空間に固定した座標に変換して、データを整備する。その後、QBOのシグナルが検出できる場所や期間を大気場や化学種に関して、線形重回帰等の手法を用いて解析し、その影響を評価する。

Research Products

• [Journal Article] Impacts of increases in greenhouse gases and ozone recovery on lower stratospheric circulation and the age of air : Chemistry-climate model simulations up to 2100 (2011)
  • Author(s): Deushi, M., K.Shibata
  • Journal Title: J.Geophys.Res. in press
• [Journal Article] Attribution of observed changes in stratospheric ozone and temperature (2011)
  • Author(s): Gillett, N.P., K.Shibata
  • Journal Title: Atmos.Chem.Phys. 11 Pages: 599-609, 10.5194/acp-11-599-2011
• [Journal Article] Equatorial quasi-biennial oscillation influence on the northern winter extratropical circulation (2010)
  • Author(s): Naoe, H.K.Shibata
  • Journal Title: J.Geophys.Res. 115 Pages: D19102, doi:10.1029/2009JD012952
• [Journal Article] Chemistry climate models and scenarios (2008)
  • Author(s): Morgenstern, O., M.Giorgetta, K.Shibata (Lead Authors), et al.
  • Journal Title: Chapter 2 in SPARC CCMVal Report on the Evaluation of Chemistry-Climate Models(V.Eyring, T.G.Shepherd, D.W.Waugh (Eds.)) SPARC Report No.5, WCRP-132, WMO/TD-No.1526 Pages: 434(17-70)
• [Journal Article] Long-term variations and trends in the simulation of the middle atmosphere 1980-2004 by the chemistry-climate model of the Meteorological Research Institute (2008)
  • Author(s): Shibata, K., M.Deushi
  • Journal Title: Annales Geophysicae 26 Pages: 1299-1326
• [Presentation] 熱帯QBOが冬季中高緯度循環に与える影響 (2010)
  • Author(s): 直江寛明・柴田清孝
  • Organizer: 日本気象学会2010年春季大会
  • Year and Date: 20100000
• [Presentation] Effects of Quasi-Biennial Oscillation on the Northern Winter Extratropical Circulation (2010)
  • Author(s): Shibata, K., H.Naoe
  • Organizer: 38th COSPAR Scientific Assembly
  • Year and Date: 20100000
• [Presentation] Effects of the greenhouse gas increase to the quasi-biennial oscillation in the tropical stratosphere up to year 2100 as simulated with the chemistryclimate model of Meteorological Research Institute (2010)
  • Author(s): Shibata, K., M.Deushi
  • Organizer: 10th EMS Annual Meeting
  • Year and Date: 20100000
• [Presentation] Influences of the equatorial QBO on the winter stratospheric circulation (2009)
  • Author(s): Shibata, K., M.Deushi
  • Organizer: Comparison between ERA-40 and MRI-CCM REF1 simulation
  • Place of Presentation: Chemistry-Climate Model Validation 2009 Workshop
  • Year and Date: 20090000
• [Presentation] 21世紀予測実験に基づいた成層圏における子午面循環の長期変動解析 (2009)
  • Author(s): 出牛真、柴田清孝
  • Organizer: 日本気象学会2009年秋季大会
  • Year and Date: 20090000