2021 Fiscal Year Annual Research Report
Quantifying the effects of polar amplification on the Greenland ice sheet mass balance
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21H03582
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
庭野 匡思 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (10515026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 明弘 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20462525)
林 修吾 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20354441)
大島 長 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (50590064)
青木 輝夫 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任教授 (30354492)
藤田 耕史 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (80303593)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | グリーンランド氷床 / 雪氷融解 / 領域気候モデル / NHM-SMAP / 再解析データ / 衛星リモートセンシング / 地球システムモデル / 氷床上降雨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らが開発している領域気候モデルNHM-SMAPを駆動する再解析データの違いによる計算結果の不確定性を調べるために、ヨーロッパ中期予報センターによる最新の再解析データERA5を初期値境界値としてモデルを実行する環境を整備した。グリーンランド氷床に適用されたNHM-SMAPの性能評価を行うための観測データ収集の一環として、MODIS衛星データから1 km毎の氷床上標高域における積雪粒径の月別平均値を求め、2000-2020年における経年変化を調べたところ、積雪粒径の標高依存性と明瞭な季節変化が確認された。気象庁の再解析データJRA-55によって駆動されたNHM-SMAPによって計算された過去40年間の氷床上降雨を解析したところ、統計的に有意に増加しており、かつ、降雨増加が最も顕著なホットスポットが北西部であることが分かった。NHM-SMAPの大気パートを用いて、2021年5月から6月にかけて南東氷床上で実施された集中観測期間の気象再現実験を行った。その計算結果を用いて同期間中に観測された強風のメカニズムを検討したところ、南東海上を進む低気圧に伴い、南東風が氷床斜面を滑昇することで内部重力波が生じていたことが分かった。NHM-SMAPによる長期計算結果をより長期の気候変動の中に位置づけることを目指して、気象研究所地球システムモデルMRI-ESM2による歴史実験計算を行い、北極域での地上気温の再現性を検証するとともに、北極域で観測された20世紀後半の寒冷化の主要因が同時期の人為起源エアロゾルの増大と内部変動であることを明らかにした。NHM-SMAPの更なる高度化を目指して、氷河氷床の消耗域に形成されるクリオコナイトホールの深さ変化を表現する数値計算モデルの開発を進め、2014年に北西部カナック氷帽消耗域にて観測されたクリオコナイトホールの深さ変化を表現することに成功した。
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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
気象庁の再解析データJRA-55を用いて実行した1979年から現在にかけてのグリーンランド域領域気候モデル計算が完了し、その計算結果を氷床上降雨量の観点で評価した論文がアメリカ地球惑星科学連合のGeophysical Research Letters誌において出版された。多様な全球解析値を初期値境界値とする領域気候モデル実行環境の整備が、おおむね順調に進展している。衛星リモートセンシングによる積雪粒径、裸氷域面積、および暗色裸氷域面積の高度別・月別変化の解析が終了した。地上気象場や雲分布の再現性の検証が、おおむね順調に進展している。気象研究所地球システムモデル（MRI-ESM2）の観測による検証を実施し、モデルの再現性が従来よりも向上していることが示された。また、MRI-ESM2による様々な計算データは、国際的に実施されている多くの研究で活用されている。氷床表面融解・質量損失の実態をグリーンランド氷床全域のみならず氷床上の氷河流域毎において従来よりも正確に行うことを目指して実施している領域気候モデルの高度化（クリオコナイトホールモデルの開発）が順調に進んでいる。NHM-SMAPを用いた雲放射影響評価のためのJRA-55駆動によるモデル感度実験を、氷床表面融解が顕著であった年をターゲットにして実施した。海氷減少が現在のグリーンランド氷床の降水変化に与えている影響に関する文献調査は適宜行った。デンマーク・グリーンランド地質調査所GEUSがまとめたグリーンランド氷床からの氷体流出情報を収集した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ERA5によって領域気候モデルNHM-SMAPを駆動し、それによって計算された氷床表面質量収支の評価を行う。NHM-SMAPによって計算された氷床上雲分布・雲特性の再現性の検証をさらに進める。領域気候モデルの初期値・境界値として、今年度環境整備を行ったERA5に加えて、アメリカ国立環境予測センターによるNCEP-RA2を用いた実行環境の整備を進める。MODIS衛星データから抽出された積雪粒径、裸氷域面積、および暗色裸氷域面積については、現在までの解析結果を論文にまとめて投稿する。また、他の予算も利用し、グリーンランド氷床上において積雪物理量の検証観測を実施し、領域気候モデルの検証データを蓄積していく。グリーンランド南東氷床上で観測された強風事例のモデル再現実験の結果をとりまとめ、投稿する。今年度開発したクリオコナイトホールモデルをNHM-SMAPに実装する。グリーンランド域における地球システムモデル計算結果と領域気候モデル計算結果を比較して両者の特性を把握することを通し、グリーンランド氷床雪氷質量変動に対する北極温暖化増幅の影響を検討するための準備を本格的に開始する。
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[Presentation] Global and Arctic effective radiative forcing of anthropogenic gases and aerosols in MRI-ESM2.02021
Author(s)
Oshima, N., Yukimoto, S., Deushi, M., Koshiro, T., Kawai, H., Tanaka, T. Y., and Yoshida, K
Organizer
Tri-MIPathlon-3
Int'l Joint Research
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[Presentation] Impacts of anthropogenic emissions on tropospheric reactive bromine since the preindustrial.2021
Author(s)
Zhai S, Wang X, McConnell JR, Swanson W, Sherwen T, Pound R, Chellman N, Zhu L, Evans MJ, Opel T, Sigl M, Meyer H, Hattori S, Fujita K, Chan YC,
Organizer
American Geophysical Union Fall Meeting 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Variations in mineralogy of dust in ice cores obtained from Greenland over the past 100 years.2021
Author(s)
Nagatsuka N, Goto-Azuma K, Tsushima A, Fujita K, Matoba S, Onuma Y, Dallmayr R, Kadota M, Hirabayashi M, Ogata J, Ogawa-Tsukagawa T,
Organizer
The 12th Symposium on Polar Science
Int'l Joint Research
