2014 Fiscal Year Research-status Report
初期値化した気候予測データを活用して地球温暖化傾向の十年規模変調を解き明かす
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26800253
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
望月 崇 独立行政法人海洋研究開発機構, 気候変動リスク情報創生プロジェクトチーム, 主任研究員 (00450776)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 地球温暖化 / 気候予測 / データ同化 / 太平洋十年振動 / エルニーニョ現象 / 大気海洋相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の特色は，全球平均地上気温があまり上昇しない「地球温暖化のhiatus(中断)」のプロセスを，初期値化を施して作成した気候予測データを活用して，太平洋十年規模振動(PDO)との結びつきに注目しながら明らかにすることである。本年度(平成26年度)の解析から，亜熱帯域の風応力変動の寄与が指摘され，さらに元をたどれば大西洋域の遠隔的な影響の可能性が期待された。観測データや従来の地球温暖化予測データ，熱帯域の再現性を重視するような別の初期値化システムを用いた気候予測データセットなども対象として解析をおこない，結果は学会発表するとともに，一部を査読付き国際誌に投稿した。
研究開始時点に掴んでいたhiatusとPDOのプロセス解明の端緒になると期待できる特徴は，2000年代における赤道上の暖水の東方伝播停滞であり，それに寄与しうる亜熱帯域における初期の暖水偏差の存在であった。本年度における初期値化を施した気候予測データに対する詳細な解析では，この亜熱帯域の暖水偏差はその上空に対応する海上風偏差を伴っており，その後の予測性能に影響しているようであった。さらに，観測データや他のモデリングデータなどもあわせて解析をおこなうと，因果関係の詳細はまだ明らかでないものの大西洋数十年規模振動(AMO)と呼ばれるような変動が，たいてい太平洋の低緯度域にPDOと似たような水温と海上風の偏差分布を伴うこともわかった。初期値化を施した気候予測データでは，AMOは予測可能性が高い現象のひとつである。大西洋から太平洋への遠隔的な影響は一般的な海洋間相互作用という点からも最近注目される研究課題であり，hiatusがそのひとつの事例としてとらえられるのではないか，という可能性の示唆は興味深い。
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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
本課題で研究期間内に明らかにしようとしているのは，hiatusのプロセスとそのPDOとの結びつきである。本年度は，水温偏差だけなく海上風など大気海洋の種々の変数も含めて，また熱帯太平洋域だけでなく大西洋域などより広範囲に解析を広げて，hiatus期である2000年代の熱帯太平洋域の水温偏差にまつわる気候場の時間発展についてとらえた。また，初期値化を施した気候予測データを用いることにより，水温上昇のhiatusプロセスに大きく寄与すると考えられる海上風変動も同定した。これらの成果について，いわゆるhiatusに限ったプロセス研究としてだけでなく，十年規模の気候変動のプロセス研究・予測研究という広い視点からも，国際学会などの場で紹介した。
ポイントになるような水温や海上風の時間発展が他大洋から影響をうけているものではないだろうか，という示唆は，hiatusプロセス理解に向けた研究の今後の一方向性を示すものである。本年度後半には，この成果を受けて，特に2000年代における大西洋域からの影響のプロセスを理解するための補助的な数値実験を追加実施した。大西洋域の水温変動が熱帯太平洋域にどのようなインパクトがあるか，特に予測可能性が高いAMOという現象に注目した場合はどうか，をターゲットにして大西洋域の気候場をコントロールした数値実験であり，次年度に詳細な解析を実施できるようデータセットを作成した。
なおPDOとの結びつきについては，水温偏差の空間分布として熱帯域と中高緯度域(PDO)の関係が示唆されるものの，プロセスとしてはまだ理解があまり進んでおらず，次年度以降にあわせて取り組むべき課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究によって，hiatusプロセスには太平洋低緯度域の海上風変動，さらにそれには大西洋域からの影響の可能性が認められた。次年度は，それを受けて大西洋域から太平洋域低緯度に対するインパクトを調べるために作成した追加数値実験データセットを，既存の地球温暖化予測データや初期値化を施した気候予測データとともに詳細に解析する。他大洋も含めたプロセス研究の結果を学会などで発表するとともに，投稿論文にまとめる。
特に注目すべきは，熱帯太平洋域の水温変動だけでなく，亜熱帯太平洋における水温と海上風の変動の再現性である。これらが大気海洋のプロセスとしてどのようにつながるかを明らかにしていく。付随して，インド洋域も十年規模の気候変動予測における予測可能性が高く，年々変動の時間スケールでは太平洋と結びつきの強い海域であるから，本年度の研究ではhiatusに対する重要性が指摘されなかったが，同様の数値実験を追加実施した。これもデータセットとして既に用意できたので比較解析をおこなう。また，その知見を元に再び初期値化を施した気候予測データを解析する。プロセスとして確かに他大洋と強い結びつきがあれば，そのプロセスがどこまで予測可能なのかについて，アンサンブルデータのばらつきから見積もられる不確実性とともに検証解析をおこなう。
プロセスとしてPDOとの結びつきについての理解に向けて，これらのデータ解析をおこなう際には北太平洋中緯度との関係についても注意を払う。特に，亜熱帯太平洋の水温と海上風の変動については，それが太平洋域での中高緯度と低緯度のリンクにどのように関係するのかという視点からも実験結果を検証する。これらの解析によって，熱帯太平洋域におけるhiatusに関する変動が他海域とどのようにリンクしているか，物理プロセスを明らかにすることを目指す。
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| Causes of Carryover |
新しい解析用計算機や磁気記憶装置を購入した場合，それらを使って実際に解析計算を実施できるようにするためには，ソフトウエア面での準備作業も必要になる。例えば，気候予測データセットは特殊なファイル形式で格納されているので，そのままでは一般的な数値計算ソフトウエアを使用できず，形式変換のための環境を解析計算機上に自ら整備しなければならない。本年度は当初の計画を超えた追加の数値実験も実施したため，新機器の購入に伴うそのような準備作業の煩雑さと計算処理能力向上とのトレードオフを勘案して，解析研究には既存機器を利用し，新機器の購入は見送った。また，本課題の研究成果を国内外の学会や研究集会で発表したが，気候予測全般を紹介するような包括的な講演の一部として発表したり，旅費などが先方負担される招待講演の場を利用することもできたため未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成26年度に購入を見送った解析用計算機や大容量磁気記憶装置を用意するための費用が必要である。解析計算はもとより，解析計算に利便性の高いデータセットをあらかじめ作成するために利用する。例えば，モデルバイアスや気候ドリフトをあらかじめ除去したデータファイル作成，予測リード時刻ごとのデータファイル作成，海洋熱容量のデータファイル作成，など，時空間方向のデータ加工や事後計算が必要な物理量変換といった数値計算処理をおこなうほか，同様の加工を施した観測データセットなども大容量磁気記憶装置に格納して効率よく比較検証解析を進められるようデータ整備する。また，国際的な研究成果発表をおこなうために，学会や研究集会にかかわる旅費や参加費，および英文校閲も含めた論文投稿にかかわる費用が必要である。こうした解析計算や研究成果発表の資料作成のために関連ソフトウエアを最新に保つ費用も必要である。
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Research Products
(6 results)
