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温位座標に基づく大気エネルギー循環の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18J01336
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

菅野 湧貴  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 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 (2019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)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードエネルギーサイクル / 温位座標 / 質量荷重付平均
研究実績の概要

温位面での質量重み付き時間平均法(T-MIM)に基づくエネルギー収支の定式化を考察した。時間平均場について、そこから更に東西平均場と東西平均からの偏差に分けて定式化を進めた。それにより、東西平均場、停滞性波動、非停滞性波動の3者の間のエネルギー変換を記述することとなった。東西平均場と非停滞性波動成分は位相依存性を持たないが、停滞性波動成分については位相依存性がある。エネルギー収支を精度よく解析するツールの開発を進めている。
T-MIMにおけるエネルギー収支の結果と比較をするために、温位面での質量重み付き東西平均法(Z-MIM)に基づくエネルギーサイクルを研究した。CMIP5から5つの気候モデルの結果を用いて、地球温暖化が21世紀末におけるエネルギー収支にどのように影響を与えるのかを明らかにした。東西平均の運動エネルギーと有効位置エネルギーは、12月から2月の有効位置エネルギーの除き、21世紀末には現在気候に比べて増加する。一方、波動エネルギーは将来弱化する。波動エネルギーの収支は、力学変換による流入が将来弱化し、非断熱加熱に伴う生成が将来増加する。研究成果の論文化を進めている。
Z-MIMに基づくエネルギーサイクルの季節変化について解析を行った。夏半球と冬半球に分けて解析すると、エネルギーは冬に大きな値となり、夏に小さい値となる。北半球と南半球を比べると、北半球の方が季節変化の振幅が大きい。定常成分を見ると非断熱加熱に伴う波動エネルギーの生成が夏季と冬季で符号が異なることが明らかとなった。

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

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ベルゲン大学(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Future Reductions in Polar Cold Air Mass and Cold Air Outbreaks Revealed From Isentropic Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 3

    • DOI

      10.1029/2019gl086076

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indicators and trends of polar cold airmass2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kanno, John E. Walsh, Abdillah R. Muhammad, Yamaguchi Junpei, and Toshiki Iwasaki
    • 雑誌名

      Environmental Research Letters

      巻: 14(2) 号: 2 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1088/1748-9326/aaf42b

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Future changes in polar cold air mass and cold air outbreaks in the Northern and Southern Hemispheric winte2019

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y. and T. Iwasaki
    • 学会等名
      27th IUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synoptic features of strong cold air outbreak event over North America2019

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y, L. Papritz, T. Spengler
    • 学会等名
      27th IUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冬季の北米における寒気流出の経路と総観場の関 係2019

    • 著者名/発表者名
      菅野湧貴, L. Papritz, and T. Spengler
    • 学会等名
      気象学会 2019 年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 温位座標に基づく大気エネルギーサイクルの将来変化2019

    • 著者名/発表者名
      菅野湧貴, 岩崎俊樹
    • 学会等名
      2019 年度日 本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synoptic features of strong cold air outbreak event over North America2019

    • 著者名/発表者名
      菅野湧貴, L. Papritz. and T. Spengler
    • 学会等名
      波と平均流に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Lagrangian characteristics of cold air outbreaks2019

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y, L. Papritz, T. Spengler
    • 学会等名
      NORPAN Closing Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isentropic analysis of Atmosphere-Ocean Interactions during cold air outbreaks2018

    • 著者名/発表者名
      菅野湧貴、岩崎俊樹
    • 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] Trajectory analysis for North American cold air outbreaks2018

    • 著者名/発表者名
      Kanno, Y, L. Papritz, T. Spengler
    • 学会等名
      NORPAN Workshop on “Air-sea Interaction Processes”
    • 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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