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階層構造を踏まえた気候システム評価手法開発への挑戦

計画研究

研究領域DNA気候学への挑戦
研究課題/領域番号 20H05730
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関神戸大学

研究代表者

梶川 義幸  神戸大学, 都市安全研究センター, 特命教授 (20572431)

研究分担者 山浦 剛  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 技師 (00632978)
Chen YingWen  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (00637704)
横井 覚  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), グループリーダー (40431902)
末松 環  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (40872544)
研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
2022年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2020年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード気候システム / 階層構造 / 全球気候モデル / 再現性評価
研究開始時の研究の概要

本研究は、第6世代全球気候モデル(GCM)を目指す「気候モデル化を目指す雲解像モデルNICAM」と「雲解像モデル化を目指す気候モデルMIROC」の気候シミュレーション結果を、両GCMの得意分野と苦手分野が重なるモンスーン・季節内変動・台風・降水の日変化特性に着目し観測値を交えて比較検討することで、階層構造を伴う気候システムの再現に必要不可欠な物理過程を明らかにすると共に、第6世代GCMを適切に評価するための新しいGCM再現性評価手法を開発し、新たな気候学であるDNA気候学の醸成に貢献する。

研究成果の概要

本研究課題の学術的問いに基づき、雲解像モデルNICAMと気候モデルMIROCの気候実験結果を観測データ等と共に解析し、気候システムの理解に本質的な物理過程を明らかにした。積雲対流活動の日変化の再現には冷気外出流の表現が、マッデン・ジュリアン振動の再現には局所湿潤過程に加え背景場の再現性が、季節進行の再現には海陸面の熱的条件以外に、季節内変動や熱帯擾乱の再現性が重要であることが示された。また、対流圏上層雲の解析から、NICAMとMIROCの間には、雲の生成過程によって海面水温の上層雲の応答が異なることも示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、国内外における全球気候モデル(GCM)は水平格子間隔数kmの雲解像モデル(第6世代GCM)が主流となりつつあり、計算機の発達による長期積分により雲解像モデルの気候モデル化が現実的なものとなる。本研究課題で得られた研究成果は、いずれも雲解像モデルと気候モデルの相補的な利用の下に得られた気候システムの理解に本質的な物理過程であり、今後のGCM開発にも貢献する意義は大きい。また、近い将来迎える第6世代GCMの国際的な相互比較に先んじて、その性能評価軸の一端を示したことは、今後のGCM開発・評価の両面からも先駆的である。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 23件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Precipitation Diurnal Cycle over Tropical Coastal Regions Represented in Climate Experiments with a Global Cloud-System Resolving Model2024

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Satoru、Kajikawa Yoshiyuki
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 20 号: 0 ページ: 145-151

    • DOI

      10.2151/sola.2024-020

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Study on the Precipitation Concentration over the Western Coast of Sumatra Island2024

    • 著者名/発表者名
      Okugawa Ryosuke、Yasunaga Kazuaki、Hamada Atsushi、Yokoi Satoru
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 152 号: 3 ページ: 689-704

    • DOI

      10.1175/mwr-d-23-0037.1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 北半球夏季季節内振動と太平洋-日本パターンに関連した熱帯西部北太平洋における総観規模擾乱の発達2023

    • 著者名/発表者名
      SEIKI Ayako、KOSAKA Yu、YOKOI Satoru
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 101 号: 2 ページ: 103-123

    • DOI

      10.2151/jmsj.2023-006

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deceleration of Madden-Julian Oscillation Speed in NICAM AMIP‐Type Simulation Associated With Biases in the Walker Circulation Strength2022

    • 著者名/発表者名
      Miura, Hiroaki, Kodama, Chihiro, Takasuka, Daisuke
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 11

    • DOI

      10.1029/2022gl098628

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diurnal to intraseasonal precipitation variation around the northwestern coast of Luzon Island: Results from YMC-BSM 2018 field campaign2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S., Shirooka, R., Yoneyama, K., Cayanan, E. O., and Iglesia, C. O.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 号: 9

    • DOI

      10.1029/2022gl098519

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Projection of High Clouds and the Link to Ice Hydrometeors: An Approach Using Long-Term Global Cloud System?Resolving Simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Ying-Wen、Satoh Masaki、Kodama Chihiro、Noda Akira T.、Yamada Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 35 号: 11 ページ: 3495-3514

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0150.1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Changes in the Eastward Movement Speed of the Madden-Julian Oscillation with Fluctuation in the Walker Circulation2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu T., and H. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 35 号: 1 ページ: 211-225

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0269.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Why Does Convection Weaken over Sumatra Island in an Active Phase of the MJO?2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Ning、Wu Peiming、Yokoi Satoru、Hattori Miki
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 150 号: 4 ページ: 697-714

    • DOI

      10.1175/mwr-d-21-0251.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] インドネシア・スマトラ島上の日周期降水が総観規模擾乱へ与える影響とマッデン・ジュリアン振動との関係2021

    • 著者名/発表者名
      SEIKI Ayako、YOKOI Satoru、KATSUMATA Masaki
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 99 号: 1 ページ: 113-137

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-007

    • NAID

      130007992428

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Estimation of Convective Downdraft Mass Flux and its Contribution to Boundary-layer Moist Static Energy Budget over the Indo-Pacific Warm Pool Using Shipborne Observational Data2024

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S., M. Katsumata, Q. Moteki, and K. Yoneyama
    • 学会等名
      104th AMS Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monsoon onset mechanism and its reproducibility in global climate models2023

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, Y.
    • 学会等名
      気象学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observational study on interaction between convective systems and boundary-layer thermodynamic processes over the Indo-Pacific warm pool2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S
    • 学会等名
      気象学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the diversity of the Madden-Julian Oscillation and its relationship with the Walker circulation,2023

    • 著者名/発表者名
      Suematsu T. , Nakai K., Yoneda. T., Takasuka, D., Jinno, T., Saiki, Y., and Miura, H
    • 学会等名
      気象学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reproducibility of precipitation diurnal cycle over tropical coastal regions in climate simulations of a global atmospheric cloud-system resolving model2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S., and Y. Kajikawa
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of convective downdraft mass flux across atmospheric boundary layer top in the tropical deep convective regime using shipborne observations.2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S.
    • 学会等名
      28th IUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topographic and resolution impact on the convection over the Philippine islands.2023

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, Y. and T. Yamaura
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人工衛星および船舶観測データを用いた全球雲解像気候モデルの熱帯沿岸降水日変化再現性の検証2023

    • 著者名/発表者名
      横井 覚, 梶川 義幸
    • 学会等名
      気象学会2023年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary results from Imaginary DYAMOND3: an aquaplanet cloud-resolving model intercomparison project2023

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Suematsu, Angel Peinado, Daisuke Takasuka, Ching-Shu Hung, Yoshiyuki Kajikawa, Daniel Klocke, Hiroaki Miura, Hirofumi Tomita
    • 学会等名
      CFMIP-GASS 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What causes the timing of monsoon onset in observation and global climate models?2023

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, Y.
    • 学会等名
      The International Workshop on Climate, Water, Land, and Life in Monsoon Asia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variability in coastal precipitation over tropical Asian monsoon regions2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S.
    • 学会等名
      The International Workshop on Climate, Water, Land, and Life in Monsoon Asia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Madden-Julian Oscillation prediction using machine learning2023

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., K. Nakai, T. Yoneda, D. Takasuka, T. Jinno, Y. Saiki, H. Miura
    • 学会等名
      第8回マッデン・ジュリアン振動研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DYAMOND2 におけるMJO の再現性の雲微物理依存性について2023

    • 著者名/発表者名
      末松環, 三浦裕亮, 小玉知央, 山田洋平
    • 学会等名
      第9回マッデン・ジュリアン振動研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Observational study on multi-scale variability of precipitation in the northwestern coastal area of Luzon Island, the Philippines: Results of YMC-BSM 2018 field campaign2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S., K. Yoneyama, R. Shirooka, E. O. Cayanan, and C. O. Iglesia
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topographic and resolution impact on the convection over the Philippine islands2022

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, Y. and T. Yamaura
    • 学会等名
      AOGS 19th annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of the MJO to investigate in NICAM climate simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., H. Miura, C. Kodama, D. Takasuka
    • 学会等名
      NICAM気候データ解析研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Microphysics dependency on the reproducibility of the MJO in the NICAM DYAMOND 2 experiment2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., C. Kodama, Y. Yamada., H. Miura, D. Takasuka, T. Miyakawa
    • 学会等名
      rd PAN-GASS meeting understanding and modeling atmospheric processes
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine learning prediction of the Madden-Julian Oscillation using reservoir computing.2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., K. Nakai, T. Yoneda, D. Takasuka, T. Jinno, Y. Saiki, H. Miura
    • 学会等名
      UTokyo-NTU Workshop on Atmospheric Convection
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of the Madden-Julian Oscillation reproduced in a NICAM-AMIP type simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., H. Miura, C. Kodama, D. Takasuka
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deceleration of MJO Speed Associated with Overly Strong Walker Circulation in a NICAM-AMIP Simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., H. Miura, C. Kodama, D. Takasuka
    • 学会等名
      JPGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Projection of high clouds and its link to ice hydrometeors: An approach by using long-term global cloud-system resolving simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Chen, Y.-W., M. Satoh, C. Kodama, A. T. Noda, and Y. Yamada
    • 学会等名
      JPGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全球雲解像気候モデルによる熱帯沿岸域降水日変化の再現性検証2022

    • 著者名/発表者名
      横井覚,梶川義幸
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] インド洋-太平洋暖水域における大気境界層熱・水収支過程の観測的研究,2022

    • 著者名/発表者名
      横井覚
    • 学会等名
      大気の不安定現象に関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Challenge to the New Generation Computational Climate Science Research2021

    • 著者名/発表者名
      Kajikawa, Y.
    • 学会等名
      The 11th Kobe University Brussels European Centre Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気候システム評価手法開発に向けた解析:進捗と目標2021

    • 著者名/発表者名
      梶川義幸
    • 学会等名
      第2回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] NICAM-AMIP実験で再現された季節内振動の特徴について2021

    • 著者名/発表者名
      末松環
    • 学会等名
      第2回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A Review of the Variability of the Propagation Speed of the MJO and a New Perspective Associated with the Walker Circulation2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., and Hiroaki Miura
    • 学会等名
      102nd American Meteorological Society Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microphysics dependency in 3.5km NICAM DYAMOND phase 2 experiments2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., C. Kodama, Y. Yamada, H. Miura, D. Takasuka, and T. Miyakawa
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A consecutive development of MJO events reproduced by three-months SST-forced experiments with NICAM2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., Tomoro Yanase, Hiroaki Miura, Chihiro Kodama, and Masaki Satoh
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microphysics dependency on the reproducibility of the MJO in the DYAMOND winter phase experiment on NICAM2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., Y. Yamada, C. Kodama, T. Miyakawa, H. Miura, and M. Satoh
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A comparison of the microphysics dependency on the reproducibility of the MJO under different resolutions using NICAM2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu, T., Y. Yamada, C. Kodama, and T. Miyakawa
    • 学会等名
      European Geophysical Union General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NICAM-DYAMOND2実験で再現されたMJOの雲微物理依存性について2021

    • 著者名/発表者名
      末松環,小玉知央,山田洋平,三浦裕亮,高須賀大輔,宮川知己
    • 学会等名
      2021年日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of eastward moving speed of the Madden-Julian Oscillation by the fluctuation of the Walker circulation strength2021

    • 著者名/発表者名
      末松環,三浦裕亮
    • 学会等名
      第7回マッデン・ジュリアン振動研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] High Cloud Annual Variation and Its Responses to Global Warming in the NICAM AMIP Experiment2021

    • 著者名/発表者名
      Chen, Ying-Wen, Masaki Satoh, Chihiro Kodama, Akira T. Noda, Yohei Yamada
    • 学会等名
      AOGS 18th Annual Meeting, 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インドネシア海大陸域における降水日変化研究2021

    • 著者名/発表者名
      横井 覚
    • 学会等名
      水文・水資源学会/日本水文科学会2021年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 船舶定点観測データを用いたインド洋ー太平洋暖水域における大気境界層エネルギー収支解析2021

    • 著者名/発表者名
      横井 覚
    • 学会等名
      2021年日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Observational study on boundary-layer moist static energy budget over the tropical Indo-Pacific warm pool domain2021

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, S.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tuning NICAM for reproducibility of the Madden-Julian Oscillation2021

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Suematsu, Tomoro Yanase, Hiroaki Miura
    • 学会等名
      第12回熱帯気象研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Projection of high clouds and its link to ice hydrometeors: An approach by using long-term global cloud-system resolving simulations.2021

    • 著者名/発表者名
      Ying-Wen Chen, Masaki Satoh, Chihiro Kodama, Akira T. Noda, Yohei Yamada
    • 学会等名
      第12回熱帯気象研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 階層構造を踏まえた気候システム評価手法開発への挑戦2020

    • 著者名/発表者名
      梶川義幸
    • 学会等名
      第1回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NICAMによるマッデン・ジュリアン振動の再現性について2020

    • 著者名/発表者名
      末松環
    • 学会等名
      第1回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海大陸域における対流活動日変化の再現性検証に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      横井覚
    • 学会等名
      第1回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 全球雲解像モデルNICAMが描像した氷雲2020

    • 著者名/発表者名
      Ying-Wen Chen
    • 学会等名
      第1回雲解像気候学ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A consecutive development of MJO events in the 2018-2019 winter season reproduced by a three-month SST-forced experiment with NICAM2020

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Suematsu, Tomoro Yanase, Hiroaki Miura, Masaki Satoh
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-10-30   更新日: 2025-01-30  

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