マルチモデル相互比較による事例別の季節予測可能性

• 研究課題/領域番号: 18K03749
• 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: 気象庁気象研究所
• 研究代表者: 今田 由紀子 (金丸由紀子) 気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (50582855)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 大気海洋結合大循環モデル / エルニーニョ・南方振動 / 季節予測 / マルチモデル比較 / 太平洋数十年規模変動 / 季節予測システム / ENSO予測 / 大気海洋結合モデル / ENSO / モデル間相互比較

研究成果の概要

近年、気候モデルによるエルニーニョ現象（ENSO）の予測スキルは格段に改善したが、事例別に見るとENSOの発達衰退の予測を大きく外すケースが少なからず存在し、その原因は事例・モデル・手法毎に異なる。本研究では、これまで難しいとされてきたマルチモデルによる季節予測を実施し、事例別に予測の鍵となる物理プロセスを探った。国際的に知名度のある2種類の大気海洋結合モデルを用いた予測実験の比較から、南太平洋を起源とする数十年規模の海洋内部の変動を予測できるか否かが、ENSOの予測スキルに影響を与えていることが示唆された。また、熱帯海洋の渦の再現がENSO予測の鍵になることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱帯太平洋に発生するエルニーニョ現象（ENSO）は、異常気象予測の鍵となる現象である。ENSOを数か月前から予測することで、異常気象の発生確率を知り、備えることができる。この目的から、日本では気候モデルを用いた季節予報が定期的に発表されている。一方で、季節予測の技術は飽和しつつあり、新たなブレークスルーが求められている。本研究では、複数の季節予測モデルを用いて個別の事例を丁寧に調べることで、現象の多様性やモデルの多様性を考慮した新しいアプローチに挑戦した。得られる知見は、季節予測技術を次の段階に進めるためのマイルストーンになると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] WMO Global Annual to Decadal Climate Update: A Prediction for 2021-25 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hermanson, L., ...Y. Imada, et al.（45人中28番目）
  • 雑誌名: Bull. Amer. Meteor. Soc. 巻: 103 号: 4 ページ: E1117-E1129
  • DOI: 10.1175/bams-d-20-0311.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potential Seasonal Predictability of the Risk of Local Rainfall Extremes Estimated Using High-Resolution Large Ensemble Simulations. (2021)
  • 著者名/発表者名: Imada, Y. and H. Kawase
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 48 号: 24
  • DOI: 10.1029/2021gl096236
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Advanced event attribution for the regional heavy rainfall events (2020)
  • 著者名/発表者名: Imada, Y., H. Kawase, M. Watanabe, M. Arai, and I. Takayabu
  • 雑誌名: npj Climate and Atmospheric Science 巻: 3 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.1038/s41612-020-00141-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Seasonal to decadal predictions with MIROC6: Description and basic evaluation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, T., H. Tatebe, H. Koyama, T. Mochizuki, K. Ogochi, H. Naoe, Y. Imada, H. Shiogama, M. Kimoto, M. Watanabe
  • 雑誌名: J. Advances in Modeling Earth Systems 巻: 12 号: 12 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1029/2019ms002035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of air-sea coupling on the probability of occurrence of heat waves in Japan. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, A., Y. Imada, H. Shiogama, M. Mori, H. Tatebe, M. Watanabe
  • 雑誌名: Prog. Earth Planet Sci. 巻: 7 号: 1 ページ: 78-78
  • DOI: 10.1186/s40645-020-00390-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The July 2018 High Temperature Event in Japan Could Not Have Happened without Human-Induced Global Warming (2019)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada, Masahiro Watanabe, Hiroaki Kawase, Hideo Shiogama, and Miki Arai
  • 雑誌名: SOLA 巻: 15A 号: 0 ページ: 8-12
  • DOI: 10.2151/sola.15A-002
  • NAID: 130007661338
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of Historical Global Warming to Local‐Scale Heavy Precipitation in Western Japan Estimated by Large Ensemble High‐Resolution Simulations (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawase H.、Imada Y.、Sasaki H.、Nakaegawa T.、Murata A.、Nosaka M.、Takayabu I.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 124 号: 12 ページ: 6093-6103
  • DOI: 10.1029/2018jd030155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tropical rainfall predictions from multiple seasonal forecast systems. (2019)
  • 著者名/発表者名: Michel Dequ, Tina Dippe, Nick Dunstone, David Fereday, Richard G. Gudgel, Richard J. Greatbatch, Leon Hermanson,Yukiko Imada, Shipra Jain, Arun Kumar, Craig MacLachlan, William Merryfield, Wolfgang A. Muller, Hong‐Li Ren, Doug Smith, Yuhei Takaya, Gabriel Vecchi, Xiaosong Yang
  • 雑誌名: International Journal of Climatology 巻: 39 号: 2 ページ: 974-988
  • DOI: 10.1002/joc.5855
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Decadal prediction intercomparison plan in Japan. (2023)
  • 著者名/発表者名: Imada, Y., T. Kataoka, T. Iwakiri, S. Hirahara, Y. Takaya, M. Ishii, T. Doi, Y. Morioka, and T. Tatebe
  • 学会等名: DCPP panel meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of tropical instability waves on large-scale atmospheric circulation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Imada, Y., H. Tsujino, G. Yamanaka, and S. Urakawa
  • 学会等名: JpGU2022
  • 国際学会
• [学会発表] 高解像度のラージアンサンブルシミュレーションによって見積もられる局所的な大雨の発生確率の季節予測可能性. (2022)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 2021年度長期予報研究連絡会研究会・季節予報技術の展望
• [学会発表] 高解像度のラージアンサンブルシミュレーションによって見積もられる豪雨の発生頻度の季節予測可能性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 日本気象学会2021年度秋季大会
• [学会発表] Long-term potential predictability of regional extreme events in East Asia estimated from a high-resolution large ensemble. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: WCRP Workshop on Extremes in Climate Prediction Ensembles(ExCPEns)
  • 国際学会
• [学会発表] Potential predictability of regional extreme events associated with large-scale variations in the tropical ocean. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: JpGU2021
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term potential predictability of regional extreme events in East Asia estimated from a high-resolution large ensemble (2021)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: WCRP workshop on attribution of multi-annual to decadal changes in the climate system
  • 国際学会
• [学会発表] Potential Predictability of Extremes Estimated by Large Ensemble Simulations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: AGU 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Predictability of two flavors of El Nino and statistical downscaling by SVD analysis using the MIROC5 seasonal prediction system (2020)
  • 著者名/発表者名: Imada, Y., H. Tatebe, M. Ishii, Y. Chikamoto, M. Mori, M. Arai, S. Kanae, M. Watanabe, and M. Kimoto
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 2018年7月の猛暑と地球温暖化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子, 渡部雅浩, 川瀬宏明, 塩竈秀夫, 荒井美紀
  • 学会等名: 日本気象学会2019年春季大会
• [学会発表] Impact of tropical Pacific sea surface temperature on the regional heavy rainfall events in Japan. (2019)
  • 著者名/発表者名: Imada Y., H. Kawase, M. Watanabe, and I. Takayabu
  • 学会等名: JpGU2019
• [学会発表] 熱帯不安定波が大気大循環に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子, 辻野 博之, 山中 吾郎, 浦川 昇吾
  • 学会等名: 日本気象学会2019年秋季大会
• [学会発表] 2018年7月の豪雨や猛暑に対する 地球温暖化の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 研究会「長期予報と大気大循環」2018年夏の異常な天候と大気循環, 長期予報研究連絡会
• [学会発表] 高解像度熱帯海洋ネストモデルを組み込んだ地球システムモデルMRI-ESM1によるENSO予測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 日本海洋学会2018年秋季学会
  • 招待講演
• [学会発表] 2017年7月九州北部豪雨に対する地球温暖化の寄与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 日本気象学会2018年秋季大会
• [学会発表] 高解像度熱帯海洋ネストモデルを組み込んだ地球システムモデルによる気候シミュレーション (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2018年大会
  • 招待講演
• [学会発表] 高解像度熱帯海洋ネストモデルを組み込んだ地球システムモデルによるENSO予測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 今田由紀子
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] Influence of Subsurface Advection in the Off-Equatorial South Pacific Ocean on El Nino Evolution (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: AOGS2018
• [学会発表] ENSO prediction using an earth system model incorporating a high-resolution tropical ocean nesting model. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Imada
  • 学会等名: International Conference on Subseasonal to Decadal Prediction, World Climate Research Programme,