| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05697
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
飯塚 聡 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 総括主任研究員 (40414403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
万田 敦昌 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00343343)
佐藤 友徳 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10512270)
川瀬 宏明 気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (20537287)
安永 数明 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (50421889)
美山 透 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員 (80358770)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥107,770,000 (Direct Cost: ¥82,900,000、Indirect Cost: ¥24,870,000)
Fiscal Year 2022: ¥20,540,000 (Direct Cost: ¥15,800,000、Indirect Cost: ¥4,740,000)
Fiscal Year 2021: ¥20,540,000 (Direct Cost: ¥15,800,000、Indirect Cost: ¥4,740,000)
Fiscal Year 2020: ¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2019: ¥24,310,000 (Direct Cost: ¥18,700,000、Indirect Cost: ¥5,610,000)
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| Keywords | 中緯度大気海洋相互作用 / 海面水温 / 極端気象 / 不確実性 / 海洋熱波 / JPCZ / 温暖化 / 大雪 / 降水粒子 / 総観場分類 / 令和元年東日本台風 / 豪雨 |
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| Outline of Research at the Start |
最近の研究から、梅雨末期に豪雨が頻発する背景として季節的な海面水温の上昇が影響していることが示されている。日本周辺の海面水温は、黒潮・親潮や対馬暖流の影響で複雑な空間構造を持ち、また長期的には他の海域に比べ上昇率が大きい。本研究では、様々な時空間スケールの変動を有する日本周辺の海面水温が、数値モデルで予測される豪雨や豪雪などに与える影響を、高分解能海洋再解析データや観測データも活用しながら明らかにし、極端気象の予測可能性を探求する。これにより、将来の地域気候の影響評価や極端気象の予報の信頼度向上に対して有益な知見を与えることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本近海の水温変化傾向に関する知見をさらに進化させるため，高分解能海洋再解析データを活用して1993年以降の海洋熱波のデータセットを作成した。このデータセットの解析を行った結果，海洋熱波が2015年以降急増していること，さらに水温上昇は海面付近に限定されるものではなく，その鉛直方向の広がりは海面下数百メールにも及ぶことが明らかとなった。また，日本近海の長期的な温暖化傾向が，平成29年7月九州北部豪雨に対してどのような影響を与えていたのかを数値実験によって評価した。その結果，熱帯でみられるような気温上昇に伴う水蒸気量の増加よりも，むしろ中緯度海洋からの加湿によって生じた不安定化に伴う対流システムの上昇流強化を通じて降水量に影響を与えることがわかった。
日本近海の水温の長期変化が極端気象にもたらす影響に関する知見を一般化する目的で，アンサンブル気候予測データベース（d4PDF）を用いて，強雨をもたらす総観場毎に強雨頻度と海面水温との関係を調べた。その結果，上空寒気や強い水蒸気移流を伴う総観場において，近海の海面水温が高いほど強雨の頻度が増加することが分かった。この他，日本周辺海域に特有な黒潮大蛇行に着目し，それに伴う海面水温が豪雨などに及ぼす影響について調べた。
日本海の暖候期の降水粒子の特性に関する観測では，雨粒の大きさと数密度の特徴に着目した解析を新規に行い、暖候期に冷たい雨と暖かい雨と呼ばれる異なる降水過程が起きていることを示唆する観測事実を捉えることができた。A02-3班が中心に実施した日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)の船舶観測の地上支援を実施するとともに，領域モデルによる再現実験も行うことで班間連携をさらに強化した。豪雪事例として，令和2年度の記録的豪雪に加え，2018年1月に新潟市で発生した大雪に対する海面水温の影響を調べる研究も進めた。
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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
研究計画に掲げた当初の目的にそって、観測およびモデルデータの解析が進んでいる。特に，日本周辺の海洋熱波の研究を加速させるために，海洋データ同化モデルに基づいた新しい海洋熱波データセットを作成し配布を始めた。我々の海洋熱波の研究は，メディアでたびたび取り上げられるなど注目を集めている。
令和3年8月の大雨や12月の大雪事例についても温暖化の影響を即座に評価するともに，令和2年度の大雪や大雨に対する温暖化を調べた研究成果を学会で発表し，さらに誌上発表を行った。加えて，観測データの解析から得られた強雨と総観場の関係をふまえて，大規模アンサンブルデータを用いた統計解析へと議論を進展させることができた。この解析手法や得られた結果は，様々な地域や現象に対しても適用することが可能であり，個々のケーススタディの結果を橋渡しすることも可能となる汎用性が高い成果と言える。また，近年の日本近海の温暖化の影響が豪雨に及ぼす影響のプロセスについても知見が得られた。
研究計画に掲げた水蒸気輸送に関する研究テーマでは，日本海の海上では暖候期に冷たい雨と暖かい雨と呼ばれる異なる降水過程が起きていることを示唆する観測事実を初めて捉えることができた。以上の点から，おおむね順調に計画を進めることができたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き日本周辺の海洋温暖化の進行状況を調べるとともに，海洋熱波の予測可能性についても研究を進める。また，日本周辺海域に特有な黒潮大蛇行に伴う海面水温が豪雨などに及ぼす影響についての調査を継続する。一方，これまで総観場別に評価してきた強雨と海面水温の関係については，数値実験を実施して両者の因果関係やメカニズムについて検討を始めるとともに，温暖化による寄与を評価できる手法への拡張を試みる。
2018年1月の新潟の大雪事例，令和2年度及び3年度に発生した大雪や大雨や2022年1月の日本海船舶観測でとらえられたJPCZに対して，実験の結果をさらに分析し，観測班とも連携して論文投稿・掲載を目指す。また，新たな豪雨や豪雪が起こった際には温暖化の影響評価を実施する。
A02-3班を中心に令和4年6月に予定されている東シナ海における大気海洋同時観測と連携し，大気・海洋再解析データや離島での水蒸気・気温・風速のデータの解析を行い，豪雨などの発生に寄与する水蒸気フラックスに対する中緯度海洋からの局所的寄与の評価，大量の水蒸気が九州周辺に流入する際の気象条件，海洋構造などを調査する。さらに，日本近海の海面熱フラックスの解析を行い，海面フラックスの長期変化傾向における大気からの強制と海洋内部の過程の影響を切り分けるとともに，日本近海の温暖化が大気・海洋間の熱・水蒸気輸送に及ぼす影響の解明を目指す。
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