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2016 Fiscal Year Annual Research Report

太陽活動の北極振動への影響とメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 26281016
Research InstitutionJapan, Meteorological Research Institute

Principal Investigator

黒田 友二  気象庁気象研究所, 気候研究部, 室長 (80343888)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小寺 邦彦  名古屋大学, 学内共同利用施設等, 客員教授 (70343887)
吉田 康平  気象庁気象研究所, その他部局等, 研究員 (10636038)
柴田 清孝  高知工科大学, 環境理工学部, 教授 (50354494)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords気候変動 / 太陽活動 / 北極振動 / 光化学反応 / 対流圏成層圏結合 / 大気海洋結合 / マウンダー小氷期
Outline of Annual Research Achievements

北極振動は、北極付近を中心に極域から日本を含む中高緯度域の気候系を支配する重要な変動モードである。本研究では、太陽放射強度の黒点周期変動及び数百年スケールの変動が中高緯度域に与える影響とそのメカニズムを北極振動という観点から明らかにする。その目的のため、平成28年度は下記の項目について研究を行った。
1、1958年以降のJRA及び1979年以降のERA再解析データを用い、太陽活動が高い時期と低い時に2分割し、それぞれの時期の冬季における北大西洋振動指数に対する回帰解析を行った。その結果、太陽活動が高い時期には有意な変動が上部成層圏まで伸びるが、低い時期には変動が対流圏に留まるという違いが共通して見出された。また、海水温データに対して太陽活動指数のラグ単回帰解析を行ったところ、冬季の北大西洋海面水温のピークは太陽活動ピークから2-3年遅れ、さらに深度方向にも数年の遅れをもって伝搬していることが見出された。同様にオゾン分布との関係についても調べた。
2、ドイツGEOMARによるWACCMモデル145年ランについて調べたところ、太陽活動による北大西洋振動の変調についてモデルが比較的観測に似た振る舞いをしていることを見出した。
3、南半球における北極振動類似の変動である南半球環状モードについて晩冬期の変動の太陽活動との関係に関する解析を行ったところ、太陽活動による波平均流相互作用の違いやオゾン加熱との関係性が見出された。
4、太陽活動の気候影響を詳細に調べるため、 太陽影響を変調させる重要な要因と考えられる 成層圏準二年周期振動(QBO)が再現できるように気象研モデルの改良を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画と異なり過去1000年再現実験の実行に想定以上の時間を要してしまい、実験結果を解析する時間が足りなかったため。なお、補助事業期間延長申請書をすでに提出し承諾されている。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、以下の項目について研究を推進する予定である。
1、地球システムモデルの過去再現の長期ランを解析することにより、太陽活動の気候に及ぼす影響について調べる。
2、変動モードとしての北大西洋振動と北極振動との違いが太陽活動の影響においてどのように発現するかについて調べる。
3、観測データと地球システムモデルのランの太陽活動による解析を比較することにより、太陽活動の北極振動に与える影響についてとりまとめを行う。

Causes of Carryover

当初計画では、地球システムモデルの1000年積分を実行し、これを解析した結果について国際会議で発表する予定であったが、積分の実行に予想以上の時間を要したため予定していた会議の出席を取りやめた。また、解析結果を論文にして投稿する予定が遅延したため、英文添削の費用、投稿費用等も繰り越すこととなったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度は、観測データについてもモデル積分についても、ある程度の解析が完了する予定であるので、結果を国際会議にて発表するための旅費、および解析結果を論文にし投稿するための英文添削の費用等に使用する予定である。

  • Research Products

    (26 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] GEOMAR(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      GEOMAR
  • [Journal Article] Influence of atmospheric waves on the maintenance and variability of the southern subtropical jet in winter.2017

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 122 Pages: 771-783

    • DOI

      doi:10.1002/2016JD025814

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Delayed North Atlantic response to solar forcing of the stratospheric polar vortex.2017

    • Author(s)
      Yukimoto, S., K. Kodera, and R. Thieblemont
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 13 Pages: 53-58

    • DOI

      doi:10.2151/sola.2017-010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impact of interactive chemistry of stratospheric ozone on Southern Hemisphere paleoclimate simulation.2017

    • Author(s)
      Noda, S., K. Kodera, Y. Adachi, M. Deushi, A. Kitoh, R. Mizuta, S. Murakami, K. Yoshida, and S. Yoden
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 122 Pages: 878-895

    • DOI

      doi:10.1002/2016JD025508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stratospheric tropical warming event and its impact on the polar and tropical troposphere.2017

    • Author(s)
      Kodera K., N. Eguchi, H. Mukougawa, T. Nasuno, and T. Hirooka
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 17 Pages: 1-11

    • DOI

      doi:10.5194/acp-17-1-2017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of atmospheric waves on the formation and the maintenance of the subtropical jet during the Northern Hemisphere winter2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 121 Pages: 4674-4690

    • DOI

      doi:10.1002/2015JD024592

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Influence of the solar cycle on the polar-night jet oscillation in the southern hemisphere.2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y. and M. Deushi
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 121 Pages: 11,575-11,589

    • DOI

      doi:10.1002/2015JD024204

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Predictability of the stratospheric polar vortex breakdown: An ensemble reforecast experiment for the splitting event in January 2009.2016

    • Author(s)
      Noguchi, S., H. Mukougawa, Y. Kuroda, R. Mizuta, S. Yabu, and H. Yoshimura
    • Journal Title

      J. Geophys. Res. Atmos.

      Volume: 121 Pages: 3388-3404

    • DOI

      doi:10.1002/2015JD024581

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid convective transport of tropospheric air into the tropical lower stratosphere during the 2010 sudden stratospheric warming.2016

    • Author(s)
      Eguchi, N, K. Kodera, B.M. Funatsu, H. Takashima, and R. Ueyama
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 12A Pages: 13-18

    • DOI

      doi:10.2151/sola.12A-003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How can we understand the global distribution of the solar cycle signal on the Earth's surface?2016

    • Author(s)
      Kodera K., R. Thieblemont, S. Yukimoto, and K. Matthes
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 16 Pages: 12,925-12,944

    • DOI

      doi:10.5194/acp-16-12925-2016

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar cycle influence on the southern hemisphere climate2017

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Organizer
      The second international symposium of the PSTEP
    • Place of Presentation
      京都大学、京都市
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of the ocean in the solar cycle signal in the Earth’s surface2017

    • Author(s)
      Kodera K.
    • Organizer
      The second international symposium of the PSTEP
    • Place of Presentation
      京都大学、京都市
    • Year and Date
      2017-03-24 – 2017-03-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar signal observed in the historical integration of MRI-ESM2017

    • Author(s)
      Kuroda, Y., and K. Yoshida
    • Organizer
      The second international symposium of the PSTEP
    • Place of Presentation
      京都大学、京都市
    • Year and Date
      2017-03-21 – 2017-03-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 最近の成層圏研究と太陽活動2017

    • Author(s)
      黒田友二
    • Organizer
      太陽研連シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙科学研究所、相模原市
    • Year and Date
      2017-02-22 – 2017-02-22
  • [Presentation] 予測可能性評価 -SNAP国際プロジェクトを例として2017

    • Author(s)
      黒田友二
    • Organizer
      PSTEP名古屋モデリング研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学、名古屋市
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-27
    • Invited
  • [Presentation] Solar cycle modulation of southern annular mode :energy-momentum analysis2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2016-12-16 – 2016-12-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of Stratospheric Cooling on the Tropical Troposphere and the Ocean2016

    • Author(s)
      Kodera K., N. Eguchi, R. Ueyama
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2016-12-12 – 2016-12-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamical aspects of Quasi-Biennial Oscillation in the Meteorological Research Institute Earth System Model2016

    • Author(s)
      Yoshida, K. and H. Naoe
    • Organizer
      SPARC QBO Workshop
    • Place of Presentation
      Oxford, UK
    • Year and Date
      2016-09-26 – 2016-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decadal variations of the equatorial quasi-biennial oscillation in the stratosphere2016

    • Author(s)
      Shibata K.
    • Organizer
      9th Workshop on Long Term Changes and Trends in the Atmosphere
    • Place of Presentation
      Kuhlungsborn, Germany
    • Year and Date
      2016-09-22 – 2016-09-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of atmospheric waves on the formation and maintenance of the subtropical jet during the northern hemisphere winter2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Organizer
      European Meteorological Society annual meeting/ European Conference for Applied Meteorology and Climatology 2016
    • Place of Presentation
      Trieste, Italy
    • Year and Date
      2016-09-12 – 2016-09-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of stratospheric ozone on tropical tropospheric and stratospheric circulation after a stratospheric sudden warming event2016

    • Author(s)
      Deushi M., and Y. Kuroda
    • Organizer
      Quadrennial Ozone symposium 2016
    • Place of Presentation
      Edinburgh, UK
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar cycle modulation of southern annular mode :energy-momentum analysis2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-04-20 – 2016-04-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solar cycle modulation of ENSO variability2016

    • Author(s)
      Kodera K. and R. Thieblemont
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-04-20 – 2016-04-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Absorbing and reflecting sudden stratospheric warming events and their relationship with tropospheric circulation2016

    • Author(s)
      Kodera K., H. Mukougawa, P. Maury, C. Claud, and M. Ueda
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-04-19 – 2016-04-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of atmospheric waves on the formation and maintenance of the subtropical jet during the northern hemisphere winter2016

    • Author(s)
      Kuroda, Y.
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-04-18 – 2016-04-18
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 低温と環境の科学辞典(分担執筆:極夜ジェット執筆)2016

    • Author(s)
      黒田友二
    • Total Pages
      432
    • Publisher
      朝倉書店

URL: 

Published: 2018-01-16  

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