| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05702
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 尚 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10251406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷本 陽一 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (00291568)
河谷 芳雄 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (00392960)
高薮 縁 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10197212)
山崎 哲 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), 研究員 (20633887)
西井 和晃 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50623401)
Martineau Patrick 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), 研究員 (90893884)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥127,920,000 (Direct Cost: ¥98,400,000、Indirect Cost: ¥29,520,000)
Fiscal Year 2023: ¥25,350,000 (Direct Cost: ¥19,500,000、Indirect Cost: ¥5,850,000)
Fiscal Year 2022: ¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000)
Fiscal Year 2021: ¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2020: ¥24,570,000 (Direct Cost: ¥18,900,000、Indirect Cost: ¥5,670,000)
Fiscal Year 2019: ¥26,910,000 (Direct Cost: ¥20,700,000、Indirect Cost: ¥6,210,000)
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| Keywords | 水温前線 / 大気循環変動 / 予測可能性 / 雲・降水系 / 水蒸気輸送 / 気候変動 / 移動性高・低気圧 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では水温前線を表現できる衛星・大気循環データの解析や高解像度の気候系モデリングを通じ，黒潮やメキシコ湾流，南大洋アガラス還流等の強い暖流や付随する水温前線からの水蒸気・熱放出が大気循環変動に与え得る影響について，梅雨降水帯や低気圧の雲・降水系との相互作用も含めて実態把握とメカニズム解明を目指すとともに，熱帯変動からの遠隔影響や対流圏・成層圏循環の結合変動に与え得る影響についても，循環異常の予測可能性の観点も含め探求する．さらに，将来の温暖化した気候状態で上記過程が被り得る変調についても評価する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）降水観測データと大気再解析データから，西日本に広域豪雨に特徴的な水蒸気輸送や大規模大気循環場を同定した．2) 大気再解析データに基づく流跡線解析から，北東大西洋上空に形成されるブロッキング高気圧について，メキシコ湾流や黒潮続流からの熱・水蒸気供給とその後の降水に伴う上昇運動が，低渦位の高気圧性空気塊を上空のブロッキング高気圧内に供給するのに不可欠なことを見出した．3）南半球中緯度域の移動性高・低気圧活動が半球規模で変動する「傾圧環状モード」が卓越する要因として，中緯度海洋前線の影響による移動性高・低気圧の発達強化が重要なことを大気大循環モデル実験から明らかにした．4) 南インド洋の亜熱帯高気圧（マスカリン高気圧）の特徴的な季節変化を大気再解析データと衛星観測データの解析，及び数値モデル実験から解明した．即ち，日射の強い夏季には，高気圧東縁の下降気流や寒気移流の下で形成される下層雲が日射を反射して海面水温を低下させ，対流性雲を抑制することが本質的に重要である一方，この効果が弱まる冬季には，南西インド洋域のアガラス海洋前線に伴って繰り返し発達する移動性高低気圧からの熱・運動量フラックスを通じたフィードバック強制やアジアモンスーンからの遠隔影響により海盆西側で強化される．5) 移動性擾乱に伴う風・温度・気圧の変動や熱・運動量フラックス，及びそれらを通じた背景場とのエネルギー変換について，流れ場の曲率に着目した高気圧・低気圧別の評価を可能とする診断法を開発した．これは，渦中心の経路追跡に基づくラグランジュ的統計の長所を定量的な力学診断に有効なオイラー的擾乱解析に取り込んだ世界初の画期的な手法である．
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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
上記のように，我が国の暖候期の豪雨のメカニズム，ブロッキング高気圧形成への海洋からの水蒸気供給，移動性・高低気圧活動の変動や亜熱帯高気圧の形成における中緯度海洋前線の重要性など重要な成果を幾つも挙げるとともに，渦中心の経路追跡に基づくラグランジュ的統計の長所を定量的な力学診断に有効なオイラー的擾乱解析に取り込んだ世界初の画期的な手法の開発に成功した．その一方，コロナ禍において，国内外の学会の多くが延期や中止になったことで，研究成果の発表や研究者間の情報交換が思うようにできなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
平均場としての暖流や水温前線の有無が移動性高低気圧活動の変調である「傾圧環状モード」に与える影響を，新たに開発した診断法を大気再解析データや大気大循環モデル実験データに適用して高気圧・低気圧別に調査する．また，平均場としての水温前線の有無による移動性高低気圧活動への影響が，成層圏・中間圏へと伝播する大気重力波の生成に与える影響についても高解像度の大気大循環モデル実験から探究する．さらに，「傾圧環状モード」に伴って擾乱活動が活発化する状態と不活発な状態を比較して，擾乱の構造に如何なる差異があるかを，再解析データと調査する．また，北太平洋上空の移動性高低気圧活動の特徴的な季節変化のメカニズム解明に向けた解析を，新たに開発した診断法を大気再解析データや大気大循環モデル実験データに適用して推進する．加えて，北半球冬季のブロッキング高気圧の形成・維持過程を包括的に調査し，従来から指摘されている移動性高・低気圧からのフィードバック強制と新たに提唱する熱輸送に伴う傾圧エネルギー変換との相対的重要性を評価する．一方，衛星観測データと大気再解析データの解析から，世界各地の強雨に対する水蒸気輸送「大気の河」の重要性の包括的調査を進める．
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