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北極温暖化に伴う中緯度寒冷化を再現するために成層圏はどこまで必要か?

研究課題

研究課題/領域番号 18K03735
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

中村 哲  北海道大学, 地球環境科学研究院, 博士研究員 (90514331)

研究分担者 山崎 孝治  北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (70270791)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2022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)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード気候変動 / 北極温暖化 / 成層圏 / オゾンホール
研究実績の概要

北半球の寒冷化傾向が観測される中で、気候モデルによるその再現ができていない(McCusker et al., ; Mori et al., 2019)。中緯度の寒冷化が地球温暖化の影響を受けた北極圏からの寒気流出の強まりによるものではないかと考えた。これまでの研究成果から北極の温暖化に伴う成層圏循環の変化が北極域から中緯度帯への寒気流出へ強く影響することがわかってきた(Nakamura et al., 2015; 2016a; 2016b; 2019)。そこで、成層圏大気変動による対流圏循環への影響を組み入れて、北半球冬季の寒冷化傾向を説明するための、高い再現性をもつモデル構築を目的とする。そのためには成層圏における力学、化学放射過程の包括的理解が必要となる。
先行研究では成層圏力学過程について一定の理解は得られたものの(Nakamura et al., 2016a)、化学放射過程については不十分であった。これは成層圏オゾンに関する化学反応式は複雑であり、気候モデルに組み込むことは、開発・計算コストの増大を伴うため、評価が難しいからである。本研究では、力学過程の評価に用いた気候モデル(AFES)に、ドイツ、アルフレッドウェゲナー研究所で開発された成層圏オゾンに関する高速なモジュール(SWIFT)を組み込んだ。これにより大幅にコストを削減し、北極の気候変動の評価に十分耐えうる積分年数で実験を行った。
北極温暖化に対する気候応答実験を、力学的変化に伴う成層圏オゾンによる太陽放射フィードバックを表現したものとしないものとで行った。その結果、北極温暖化に伴う惑星波活動の振幅が放射フィードバックにより強化されることで、成層圏極渦の歪みの増大とそれによる寒気流出が強まることがわかった。このような過程を考慮することで、日本の寒波や豪雪の要因の分析に役立つことが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] アルフレッドウェゲナー研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] The Alfred Wegener Institute (AWI)(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Alfred Wegener Institute (AWI)(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A possible linkage of Eurasian heat wave and East Asian heavy rainfall in Relation to the Rapid Arctic warming2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tetsu、Sato Tomonori
    • 雑誌名

      Environmental Research

      巻: 209 ページ: 112881-112881

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Initialized Land Surface Temperature and Snowpack on Subseasonal to Seasonal Prediction Project, Phase I (LS4P-I): organization and experimental design2021

    • 著者名/発表者名
      Xue Yongkang、Nakamura Tetsu、et al.
    • 雑誌名

      Geoscientific Model Development

      巻: 14 号: 7 ページ: 4465-4494

    • DOI

      10.5194/gmd-14-4465-2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Controlling Factors of Historical Variation of Winter Tibetan Plateau Snow Cover Revealed by Large‐Ensemble Experiments2021

    • 著者名/発表者名
      Li Shixue、Sato Tomonori、Nakamura Tetsu、Liu Xiaoyue、Guo Wenkai
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 126 号: 21

    • DOI

      10.1029/2021jd035127

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The stratospheric QBO affects antarctic sea ice through the tropical convection in early austral winter2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Koji、Nakamura Tetsu
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: - ページ: 100674-100674

    • DOI

      10.1016/j.polar.2021.100674

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of the Cold Okhotsk Sea on the Climate of the North Pacific Subtropical High and Baiu Precipitation2021

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Kenta、Tachibana Yoshihiro、Nakamura Tetsu、Yamazaki Koji
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 号: 2 ページ: 495-507

    • DOI

      10.1175/jcli-d-20-0432.1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Initialized Land Surface Temperature and Snowpack on Subseasonal toSeasonal Prediction Project, Phase I (LS4P-I): Organization and Experimental design2021

    • 著者名/発表者名
      Xue Yongkang、Nakamura Tetsu、et al.
    • 雑誌名

      Geoscientific Model Development discussion

      巻: -

    • DOI

      10.5194/gmd-2020-329

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A tropospheric pathway of the stratospheric quasi-biennial oscillation (QBO) impact on the boreal winter polar vortex2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Koji、Nakamura Tetsu、Ukita Jinro、Hoshi Kazuhira
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 0 ページ: 1-26

    • DOI

      10.5194/acp-2019-1119

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Memory effects of Eurasian land processes cause enhanced cooling in response to sea ice loss2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tetsu、Yamazaki Koji、Sato Tomonori、Ukita Jinro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 5111-5111

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13124-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intensification of hot Eurasian summers by climate change and land?atmosphere interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Tomonori、Nakamura Tetsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10866-10866

    • DOI

      10.1038/s41598-019-47291-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent Breakdown of the Seasonal Linkage between the Winter North Atlantic Oscillation/Northern Annular Mode and Summer Northern Annular Mode2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Koji、Ogi Masayo、Tachibana Yoshihiro、Nakamura Tetsu、Oshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 32 号: 2 ページ: 591-605

    • DOI

      10.1175/jcli-d-17-0820.1

    • NAID

      120006649191

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Weak Stratospheric Polar Vortex Events Modulated by the Arctic Sea‐Ice Loss2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Kazuhira、Ukita Jinro、Honda Meiji、Nakamura Tetsu、Yamazaki Koji、Miyoshi Yasunobu、Jaiser Ralf
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 124 号: 2 ページ: 858-869

    • DOI

      10.1029/2018jd029222

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interhemispheric synchronization between the AO and the AAO2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, Y., Y. Inoue, K. K. Komatsu, T. Nakamura, M. Honda, K. Ogata, K. Yamazaki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 24 ページ: 13477-13484

    • DOI

      10.1029/2018gl081002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Arctic sea ice variations on winter temperature anomalies in northern hemispheric land areas2018

    • 著者名/発表者名
      Koenigk T.、Gao Y.、Gastineau G.、Keenlyside N.、Nakamura T.、Ogawa F.、Orsolini Y.、Semenov V.、Suo L.、Tian T.、Wang T.、Wettstein J. J.、Yang S.
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 52 号: 5-6 ページ: 3111-3137

    • DOI

      10.1007/s00382-018-4305-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluating Impacts of Recent Arctic Sea Ice Loss on the Northern Hemisphere Winter Climate Change2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Fumiaki、Keenlyside Noel、Gao Yongqi、Koenigk Torben、Yang Shuting、Suo Lingling、Wang Tao、Gastineau Guillaume、Nakamura Tetsu、Cheung Ho Nam、Omrani Nour-Eddine、Ukita Jinro、Semenov Vladimir
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 7 ページ: 3255-3263

    • DOI

      10.1002/2017gl076502

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 北極温暖化に伴うシベリアの熱波と東アジアの豪雨の連関2021

    • 著者名/発表者名
      中村哲、佐藤友徳
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 北極温暖化が強化するユーラシアの熱波と東アジアの豪雨2021

    • 著者名/発表者名
      中村哲、佐藤友徳
    • 学会等名
      JpGU2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Possible Linkage of Eurasian Heat Wave and East Asian Heavy Rainfall in Relation to the Rapid Arctic Warming2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., and T. Sato
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of Ozone-Wave Interaction on the Stratospheric Pathway of the Arctic-Mid-Latitude Climate Linkage2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., D.Kreyling, J Ukita, I. Wohltmann, R. Jaiser, and D. Handorf
    • 学会等名
      QOS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Memory effects of Eurasian land processes cause enhanced cooling in response to sea ice loss2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Nakamura
    • 学会等名
      AGU2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ユーラシア陸面過程の気候メモリ効果から考察する北極温暖化と中緯度寒冷化2020

    • 著者名/発表者名
      中村哲、山崎孝治、佐藤友徳、浮田甚郎
    • 学会等名
      日本気象学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Memory effects of Eurasian land processes cause enhanced cooling in response to sea ice loss2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Nakamura
    • 学会等名
      JpGU-AGU2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of Eurasian land processes as a climate memory in Arctic-mid-latitude climate linkage,2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Nakamura
    • 学会等名
      ISAR-6
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land processes for the Arctic amplification2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tetsu
    • 学会等名
      Arctic and East Asia Weather Linkage workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A tropospheric pathway of the stratospheric quasi-biennial oscillation (QBO) impact on the boreal winter polar vortex2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tetsu
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land process for the Arctic amplification2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tetsu
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land process associated with the Arctic amplification2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, T. Sato, and J. Ukita
    • 学会等名
      ILSTSS2S/TPEMIP workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北極温暖化に伴うユーラシア陸面過程の気候メモリ効果2018

    • 著者名/発表者名
      中村哲、山崎孝治、佐藤友徳
    • 学会等名
      日本気象学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 海氷-北極振動連関における成層圏過程・陸面過程・不確実性2018

    • 著者名/発表者名
      中村哲
    • 学会等名
      日本気象学会2018年秋季大会極域・寒冷域研究連絡会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land process for the Arctic amplification2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, T. Sato, and J. Ukita
    • 学会等名
      ArCS-InterDec joint workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the atmospheric response experiment to a Blue Arctic Ocean2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, M. Honda, J. Ukita, R. Jaiser, D. Handorf, and K. Dethloff
    • 学会等名
      AOGS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A comparison of climate impacts of the Arctic sea ice loss based on multiple sea ice concentration datasets2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, K. Hoshi, M. Honda, and J. Ukita
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the atmospheric response experiment to a Blue Arctic Ocean2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, M. Honda, J. Ukita, R. Jaiser, D. Handorf, and K. Dethloff
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] ニュース・天気予報がよくわかる気象キーワード事典2019

    • 著者名/発表者名
      筆保 弘徳、山崎 哲、中村 哲、安成 哲平、吉田 龍二、釜江 陽一、下瀬 健一、大橋 唯太、堀田 大介
    • 総ページ数
      270
    • 出版者
      ベレ出版
    • ISBN
      486064591X
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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