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高解像度全球予報システムによる成層圏界面上昇現象のメカニズム及び予測可能性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J09665
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

野口 峻佑  気象庁気象研究所, 気候研究部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード成層圏界面上昇 / 重力波 / 成層圏突然昇温 / 高エネルギー粒子降り込み / オゾン / 成層圏最終昇温 / 太陽活動 / 成長モード育成法 / 衛星観測 / 成層圏-対流圏結合 / 突然昇温 / 極渦強化 / 極夜ジェット振動 / 予測可能性 / 季節予報 / 観測システム
研究実績の概要

(1)気象研究所大気大循環モデルの高層化・高解像度化を行い、成層圏界面上昇(ES)イベントの再現性向上を図った。改変を施した設定(水平20km格子、鉛直~300層)で、近年生起したESイベントを対象とした再現・比較実験(下層大気は拘束)を行なった結果、低解像度設定(水平110km格子、鉛直80層)の場合と比べて、成層圏界面の構造がより現実的になることが確かめられた。同時に、極夜ジェット軸上の重力波伝播や赤道域準二年振動に関係した基本場変動の再現性も向上することを確認した。
(2)成層圏以高の領域で卓越する不安定擾乱に関して、昨年度に作成した長期にわたる初期摂動を用いた統計調査を行なった。いくつかの成層圏突然昇温について、その生起直前の上部成層圏において(変曲した極渦の順圧不安定と考えられる)高い成長率を持った摂動が出現する場合があることを示した。また、2017年にシステム仕様に大きな変更のあった気象庁現業予報の初期摂動も調査し、同様の傾向が見られることを確認した。
(3)ESイベントに伴うオゾン破壊物質(主にNOx)の下方輸送が下層大気循環場へ与える影響の評価を、気象研究所地球システムモデルを用いて実施した。昨年度に構築した実験設定を洗練させ、最悪ケース(最大規模のESイベントが生起したタイミングで、最大規模の高エネルギー粒子降り込みが生じ、上空で大量のNOxが生成・輸送された状況)を想定し、その効果を取り入れるか否かによって生じる差異を、100メンバー程のアンサンブル感度実験を行うことによって調べた。結果、極域上部成層圏におけるオゾン破壊により、その場での低温偏差およびその直下での高温偏差が引き起こされ、成層圏中緯度帯において有意な東風偏差が生じることが確かめられた。また、この東風偏差はその後の波-平均流相互作用により増幅し、成層圏最終昇温のタイミングを早めうることを示した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うちオープンアクセス 8件、 査読あり 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 成層圏突然昇温予測への衛星データ同化のインパクト2019

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 黒田友二, 向川均, 水田亮, 小林ちあき
    • 雑誌名

      平成30年度 異常気象と長期変動 研究集会報告

      ページ: 112-119

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 成層圏界面上昇イベントが下層大気循環に与える潜在的影響2018

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 吉田康平, 出牛真, 黒田友二
    • 雑誌名

      平成29年度 異常気象と長期変動 研究集会報告

      ページ: 75-81

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 冬季成層圏極渦に内在する予測障壁 ―2009・2010年の成層圏突然昇温の予測可能性比較―2018

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 雑誌名

      平成29年度 異常気象と長期変動 研究集会報告

      ページ: 82-86

    • NAID

      120006546112

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Reproducibility of the September 2002 Vortex Splitting Event in the Antarctic Stratosphere Achieved without Satellite Observations2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, and C. Kobayashi
    • 雑誌名

      Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society

      巻: 144 号: 710 ページ: 184-194

    • DOI

      10.1002/qj.3193

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics and predictability of downward-propagating stratospheric planetary waves observed in March 20072017

    • 著者名/発表者名
      Mukougawa H., S. Notuchi, Y. Kuroda, R. Mizuta, and K. Kodera
    • 雑誌名

      J. Atmos. Sci.

      巻: 74 号: 11 ページ: 3533-3550

    • DOI

      10.1175/jas-d-16-0330.1

    • NAID

      120006401724

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極夜ジェット振動の予測可能性と対流圏への下方影響2017

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 向川均
    • 雑誌名

      研究会「長期予報と大気大循環」要旨集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 成層圏循環の力学的安定性と予測可能性変動~2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの事例解析~2017

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 雑誌名

      研究会「長期予報と大気大循環」要旨集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの予測可能性2016

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 59B ページ: 145-152

    • NAID

      120005867088

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 惑星規模波束の群速度を用いた成層圏突然昇温の励起源に関する解析2016

    • 著者名/発表者名
      上田学, 向川均, 小寺邦彦, 野口峻佑
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 59B ページ: 168-179

    • NAID

      120005867085

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Possible Influence of Elevated Stratopause Events on the Lower Atmospheric Circulation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, K. Yoshida, M. Deushi, Y. Kuroda
    • 学会等名
      AOGS 15th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible Influence of Elevated Stratopause Events on the Lower Atmospheric Circulation in MRI-ESM2018

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, K. Yoshida, M. Deushi, Y. Kuroda
    • 学会等名
      7th Inter-national HEPPA-SOLARIS Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Satellite Observations on Forecasting Sudden Stratospheric Warmings2018

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, Y. Kuroda, H. Mukougawa, R. Mizuta, C. Kobayashi
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible Influence of Elevated Stratopause Events on the Lower Atmospheric Circulation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, K. Yoshida, M. Deushi, Y. Kuroda
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics and Predictability of Downward Propagation of Stratospheric Planetary Waveves Observed in March 20072018

    • 著者名/発表者名
      H. Mukougawa, S. Noguchi, Y. Kuroda, R. Mizuta, K. Kodera
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Downward Propagating Planetary Waves in European Severe Cold Snap during a Recovery Phase of the SSW in February 20182018

    • 著者名/発表者名
      K. Kodera, H. Mukougawa, S. Noguchi
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成層圏におけるブレッドベクトル2018

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 黒田友二, 向川均
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 成層圏突然昇温予測への衛星観測のインパクト2018

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 黒田友二, 向川均, 水田亮, 小林ちあき
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 成層圏界面上昇イベントが下層大気循環に与える潜在的影響2018

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 吉田康平, 出牛真, 黒田友二
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 成層圏突然昇温予測への衛星データ同化のインパクト2018

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 黒田友二, 向川均, 水田亮, 小林ちあき
    • 学会等名
      異常気象研究会 (季節予測システムの進展と異常気象の要因分析)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 冬季成層圏極渦に内在する予測障壁~2009-2010年の成層圏突然昇温の予測可能性比較~2018

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 北半球における極夜ジェット振動の海面水温偏差に対する応答2017

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 水田亮, 黒田友二, 向川均
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 再解析における衛星観測の重要性の再認識 ―従来型観測限定同化版再解析における2002年9月の南半球成層圏突然昇温の再現性―2017

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 小林ちあき
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 成層圏界面上昇イベントが下層大気循環に与える潜在的影響2017

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 吉田康平, 出牛真, 黒田友二
    • 学会等名
      「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 従来型観測限定同化版再解析における南半球成層圏突然昇温現象の再現性2017

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 小林ちあき
    • 学会等名
      第8回データ同化ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの力学と予測可能性2017

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冬季成層圏極渦に内在する予測障壁 ~2009・2010年の成層圏突然昇温の予測可能性比較~2017

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      長期予報研究連絡会 (研究会「長期予報と大気大循環」熱帯・中高緯度の季節内変動~現象のメカニズムと予測可能性~)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冬季成層圏極渦に内在する予測障壁 ―2009・2010年の成層圏突然昇温の予測可能性比較―2017

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冬季成層圏極渦に内在する予測障壁2017

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      平成29年度防災研究所年次研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Predictability of Arctic Polar-night Jet Oscillation Events and Its Impact on the Forecast Skill of Tropospheric Circulation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, H. Mukougawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of Arctic Polar-night Jet Oscillation Events and Its Impact on the Skill of Tropospheric Forecasts2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, H. Mukougawa
    • 学会等名
      21st Conference on Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics and the 19th Conference on Middle Atmosphere
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of the Polar-night Jet Oscillation and Its Impact on the Skill of Tropospheric Forecasts2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, H. Mukougawa, Y. Kuroda, R. Mizuta
    • 学会等名
      Fifth Session of the East Asia winter Climate Outlook Forum
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Possible Influence of Elevated Stratopause Events on the Lower Atmospheric Circulation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, K. Yoshida, M. Deushi, Y. Kuroda
    • 学会等名
      The Eighth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics and Predictability of Downward Propagation of Stratospheric Planetary Waves Promoting Blocking Formation over the North Pacifc: A Case Study for March 20072017

    • 著者名/発表者名
      H. Mukougawa, S. Noguchi, Y. Kuroda, R. Mizuta, K. Kodera
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極夜ジェット振動の予測可能性と対流圏への下方影響2016

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑, 向川均
    • 学会等名
      研究会「長期予報と大気大循環」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 成層圏循環の力学的安定性と予測可能性変動~2007年3月に生じた成層圏惑星規模波下方伝播イベントの事例解析~2016

    • 著者名/発表者名
      向川均, 野口峻佑, 黒田友二, 水田亮, 小寺邦彦
    • 学会等名
      研究会「長期予報と大気大循環」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] On the Reproducibility of the September 2002 Vortex Splitting Event in the Antarctic Stratosphere Achieved by Conventional Observations Only2016

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, C. Kobayashi
    • 学会等名
      12th SPARC Data Assimilation workshop & The SPARC Reanalysis Inter-comparison Project (S-RIP) 2016 workshop
    • 発表場所
      Victoria (Canada)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of the Stratospheric Polar Vortex Breakdown: An Ensemble Reforecast Experiment for the Splitting Event in January 2009, International Symposium on the Whole Atmosphere2016

    • 著者名/発表者名
      S. Noguchi, H. Mukougawa, Y. Kuroda, R. Mizuta, S. Yabu, H. Yoshimura
    • 学会等名
      International Symposium on the Whole Atmosphere (ISWA)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of a Vortex Splitting Type Stratospheric Sudden Warming in January 20092016

    • 著者名/発表者名
      H. Mukougawa, S. Noguchi, Y. Kuroda, R. Mizuta, S. Yabu, H. Yoshimura
    • 学会等名
      16th EMS Annual Meeting & 11th European Conference on Applied Climatology (ECAC)
    • 発表場所
      Trieste (Itally)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アンサンブル予報データを用いた成層圏周極渦変動の予測可能性研究2016

    • 著者名/発表者名
      野口峻佑
    • 学会等名
      第9回気象庁数値モデル研究会 / 第45回メソ気象研究会 / 第2回観測システム・予測可能性研究連絡会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Stratospheric Forecast Monitoring

    • URL

      http://www.dpac.dpri.kyoto-u.ac.jp/noguchi/strat.monitor.en.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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