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数値モデルと衛星観測の複合利用によるエアロゾル・雲・降水相互作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J00301
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
研究機関東京大学

研究代表者

道端 拓朗  東京大学, 大気海洋研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード気候モデル / エアロゾル・雲・降水相互作用 / 衛星観測 / 全球水循環 / エネルギー収支
研究実績の概要

現存する国内外のほとんど全ての気候モデルにおいて、降雨・降雪は診断的に取り扱われている。この手法では、診断された降水はモデル内の各時間ステップで全て地表降水として落下させるため、時間ステップをまたいだメモリを持たないことになる。降水の診断的な取り扱いは、時空間解像度の粗い気候モデルにおいては計算コストの節約のために標準的な手法となっているものの、降水強度を過小評価(降水頻度を過大評価)してしまうバイアスや、エアロゾルによる降水抑制の効果を過大に表現してしまうなど、気候予測に対する不確実性をもたらす要因の一つとなっている。
このような、気候モデルコミュニティにおける共通バイアスの改善を目標とし、降雨・降雪を予報変数として取り扱う2モーメント予報型降水スキームを開発した。また、新たに予報変数として導入した降雨・降雪粒子による放射効果についても陽に考慮しており、放射ルーチンとの結合を行った。雲氷については六角柱、降雪については樹枝状結晶を仮定している。
開発した新しい雲・降水スキームのパフォーマンスを評価するため、複数の衛星観測データを用いて検証した。その結果、総氷水量(雲氷・降雪の総和)について顕著な改善が見られた。従来の診断型スキームでは降雪の寄与を見逃していた分、観測と比較し大幅に過小評価していた一方、予報型スキームでは降雪を複数時間ステップにまたがって大気中に保持することができるようになったため、衛星観測によるリトリーバルに近づく結果が得られた。また、新たに導入した雪の放射効果についても定量的に評価を行った。降雪の放射効果を考慮しない場合、正味の放射冷却を強く表現し対流を強める方向にはたらくことが明らかとなった。これは、循環場を介して降水特性にも影響を及ぼすことを示唆する結果であり、降雪の放射効果を考慮することの重要性を強調する結果である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Prognostic Precipitation in the MIROC6‐SPRINTARS GCM: Description and Evaluation Against Satellite Observations2019

    • 著者名/発表者名
      Michibata Takuro、Suzuki Kentaroh、Sekiguchi Miho、Takemura Toshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Advances in Modeling Earth Systems

      巻: 11 号: 3 ページ: 839-860

    • DOI

      10.1029/2018ms001596

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Process-oriented versus energy-based constraints on cloud microphysics: Implication for aerosol-cloud interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., X. Jing, and T. Michibata
    • 学会等名
      8th GEWEX Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of warm rain formation process constraint on aerosol indirect effect in a GCM2018

    • 著者名/発表者名
      Jing, X., K. Suzuki, and T. Michibata
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Smaller susceptibility of precipitation onset to aerosols in a global cloud-resolving model2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., T. Fujiwara, Y. Sato, D. Goto, and T. Michibata
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does the treatment of rain in GCMs improve aerosol-cloud-precipitation interactions?2018

    • 著者名/発表者名
      Michibata, T., K. Suzuki, and T. Takemura
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Process-oriented versus energy-based constraints on aerosol-cloud interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., X. Jing, and T. Michibata
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics/15th Conference on Atmospheric Radiation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does the treatment of rain in GCMs improve cloud susceptibility to aerosols?2018

    • 著者名/発表者名
      Michibata, T., K. Suzuki, and T. Takemura
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics/15th Conference on Atmospheric Radiation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of an inline diagnostic tool for warm rain statistics to COSP2 satellite simulator2018

    • 著者名/発表者名
      Michibata, T., T. Ogura, X. Jing, and K. Suzuki
    • 学会等名
      CFMIP Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decisive Role of Warm Rain Formation Process in Modulating Aerosol Indirect Effect in a Global Climate Model2018

    • 著者名/発表者名
      Jing X., K. Suzuki, and T. Michibata
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prognostic Precipitation in the MIROC6-SPRINTARS GCM2018

    • 著者名/発表者名
      Michibata, T., K. Suzuki, and T. Takemura
    • 学会等名
      2019 Joint US-Japan Workshop on Climate change and Variability
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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