大気－海洋－波浪結合全球気候モデルの開発と波浪の気候への影響評価

• Project/Area Number: 15J07767
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hydraulic engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 志村 智也 京都大学, 防災研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 全球気候モデル / 波浪 / 海面粗度 / GCM / 波形勾配 / 波齢

Outline of Annual Research Achievements

気候変動に関する影響評価研究の多くは，気候モデル (GCM) による気候計算結果をもとに行われる．波浪は気候システムから海上風を通して一方向の影響を受けるだけではなく，気候システムに対するフィードバック効果が指摘されている．しかし，既往のGCMにおいて波浪は陽に考慮されず，海面は風速依存の粗度として単純に扱われている．そこで，GCMと波浪モデルを用いて大気－波浪間の相互作用を考慮した気候計算を行い，気候システムに対する波浪の影響を評価することを目的として研究を行った．

大気－波浪間の相互作用として，波浪に依存した海面粗度を導入し，全球大気気候モデルおよびスペクトル型波浪モデルを用い波浪-大気結合全球気候計算を行った．このとき，波形勾配および波齢に依存した海面粗度を用いた計算をそれぞれ実施した．いずれの気候計算においても，波浪を考慮しない計算と比べて，低緯度て海面粗度の気候値が小さくなった．これはそれぞれの気候計算において，低緯度でうねりが卓越することにより波形勾配が小さくなるため，または風向の定常性により波齢が大きくなるためである．

上記の海面粗度の気候値の低減は，熱帯域の海面風速の増加とハドレー循環の強化を介して，10～20%程度の降水量の違いにつながることがわかった．また，うねりに依存した海面粗度は，風波のみに依存したものと異なる循環場の変化を示すことがわかった．
以上の結果をまとめて，土木学会論文集B2(海岸工学)およびJournal of Geophysical Research: Oceans誌に発表した．

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Long-term impacts of ocean wave-dependent roughness on global climate systems (2017)
  • Author(s): T. Shimura, N. Mori, T. Takemi and R. Mizuta
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Oceans Volume: 印刷中 Issue: 3 Pages: 1995-2011
  • DOI: 10.1002/2016jc012621
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Projection of tropical cyclone-generated extreme wave climate based on CMIP5 multi-model ensemble in the Western North Pacific (2016)
  • Author(s): T. Shimura, N. Mori and M.A. Hemer
  • Journal Title: Climate Dynamics Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 1449-1462
  • DOI: 10.1007/s00382-016-3390-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] OCEAN WAVE-DEPENDENT ROUGHNESS IMPACTS ON CLIMATE SYSTEM BY COUPLED ATMOSPHERIC GLOBAL CLIMATE-WAVE MODEL (2016)
  • Author(s): 志村智也・竹見哲也・森 信人・水田 亮
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering) Volume: 72 Issue: 2 Pages: I_1507-I_1512
  • DOI: 10.2208/kaigan.72.I_1507
  • NAID: 130005282220
  • ISSN: 1883-8944, 1884-2399
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Variability and future decreases in winter wave heights in the Western North Pacific (2016)
  • Author(s): T. Shimura, N. Mori and M.A. Hemer
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 43 Issue: 6 Pages: 2716-2722
  • DOI: 10.1002/2016gl067924
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Future Projections of Extreme Ocean Wave Climates and the Relation to Tropical Cyclones --- Ensemble Experiments of MRI-AGCM3.2H --- (2015)
  • Author(s): T. Shimura, N. Mori and H. Mase
  • Journal Title: Journal of Climate Volume: 28 Issue: 24 Pages: 9838-9856
  • DOI: 10.1175/jcli-d-14-00711.1
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] FUTURE PROJECTION OF WINTER WAVE CLIMATE AND LARGE-SCALE CIRCULATION OVER THE NORTH PACIFIC (2015)
  • Author(s): 志村智也・森 信人・Mark A. Hemer ・安田誠宏・間瀬 肇
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering) Volume: 71 Issue: 2 Pages: I_1525-I_1530
  • DOI: 10.2208/kaigan.71.I_1525
  • NAID: 130005109385
  • ISSN: 1883-8944, 1884-2399
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 全球大気気候-波浪結合モデルによる海面粗度を通した波浪の気候への影響評価 (2016)
  • Author(s): 志村智也
  • Organizer: 海岸工学講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学中之島センター
  • Year and Date: 2016-11-16
• [Presentation] Estimation of storm surge risk changes under global warming based on mega-ensemble global climate simulations (2016)
  • Author(s): 志村智也
  • Organizer: CLIVAR Open Science Conference
  • Place of Presentation: 中国，青島
  • Year and Date: 2016-09-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 北太平洋における冬季の波候と大規模循環場の将来変化予測 (2015)
  • Author(s): 志村智也
  • Organizer: 海岸工学講演会
  • Place of Presentation: 東京都江東区青海タイム24ビル
  • Year and Date: 2015-11-11
• [Presentation] Robust Future Decrease in Winter Wave Heights over the Western North Pacific and the Relation with Large-Scale Circulation Pattern (2015)
  • Author(s): 志村智也
  • Organizer: Coordinated Ocean Wave Climate Project (COWCLIP) meeting
  • Place of Presentation: フランス，パリ
  • Year and Date: 2015-09-02