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地球温暖化時の大規模水循環変化のメカニズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19J20697
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
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

戸田 賢希  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード地球温暖化 / 有効放射強制 / 気候フィードバック / 気候感度 / 黒潮 / 海面水温
研究開始時の研究の概要

地球温暖化に伴う降水の変化や大気の変化を正確に予測することは、温暖化に伴う集中豪雨や気温の上昇リスクの増大が叫ばれる昨今において非常に重要である。二酸化炭素は海面水温の変化を通じて降水や大気の変化をもたらすので、正確な予測のためには温暖化時の海面水温変化を正確に予測する必要がある。しかし、海面水温変化の正確な予測は難しく、そもそも海面水温の変化メカニズムも不明であるというのが現状である。そこで、本研究はまず海面水温変化のメカニズムを明らかにする。そしてその研究成果を用いて気候モデルの改良を行い、温暖化時の降水・大気変化の予測精度の向上を目指す。

研究実績の概要

温暖化時の水循環場の水平分布を決めるのに、大気循環場の変化は非常に重要な役割を果たす。大気循環場の変化は例えば気温変化の空間パターンによってもたらされるが、温暖化の気温変化空間パターンの大きな特徴として、陸の昇温が海洋よりも大きい海陸昇温コントラストといわれる現象がある。今年度はこの海陸昇温コントラストが生じるメカニズムの研究を昨年度に引き続き取り組んだ。また、昨年度の研究成果は、今年度科学誌に掲載され、国際学会でも発表された。今年度は、海陸昇温コントラストの大きさの時間変化と、物理プロセスについて研究を進めた。温暖化の排出シナリオによらず、陸の昇温は海洋の昇温より1.5倍程度大きいという状態を保ったまま、時間変化しないということが分かった。また、海陸昇温コントラストがこのような時間変化をする物理的メカニズムとして以下二つを得た。
①二酸化炭素増加時の放射強制力が1.4倍程度陸で大きいことが分かったが、これは二酸化炭素増加時に陸上の低層雲が減少するからである。二酸化炭素排出シナリオによらず、この比は時間変化しない。
②温暖化時の陸から海向きのエネルギー輸送変化は陸の昇温を抑えることで、海陸昇温コントラストを小さくするように働く。逆に、海洋熱吸収は海洋の昇温を抑えることで海陸昇温コントラストを大きくするように働く。この二つの寄与は温暖化の進行とともに時間変化するが、二つは熱帯の大気循環場によって物理的にリンクしているため、片方の寄与が強くなれば、もう片方が逆符号に大きくなる。結果としてエネルギー輸送と海洋熱吸収を併せた寄与は時間変化しない。
以上の成果は、昨年度の成果と合わせて博士論文としてまとめられ、受理された。また、現在科学誌への投稿準備中であり、今年度には国際学会での発表も決まっている。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] An energy budget framework to understand mechanisms of land-ocean warming contrast induced by increasing greenhouse gases Part Ⅰ: Near-equilibrium state2021

    • 著者名/発表者名
      Toda, M., M. Watanabe and M. Yoshimori
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 ページ: 9279-9292

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0302.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanisms of enhanced ocean surface warming in the Kuroshio region for 1951-2010.2020

    • 著者名/発表者名
      Toda, M., and M. Watanabe
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 54 号: 9-10 ページ: 4129-4145

    • DOI

      10.1007/s00382-020-05221-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 温暖化時における海陸昇温コントラストのメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      戸田賢希
    • 学会等名
      第33回日本気象学会夏季特別セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] An energy budget framework to understand mechanisms of land-ocean warming contrast induced by increasing greenhouse gases Part Ⅰ: Near-equilibrium state2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Toda
    • 学会等名
      Cloud Feedback Model Intercomparison Project
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平衡時の海陸昇温コントラストメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      戸田賢希
    • 学会等名
      統合プロジェクトミーティング
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 20世紀における日本周辺のSST長期変化メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      戸田賢希
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of enhanced ocean surface warming around Japan and Korea for 1951-20102019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Toda
    • 学会等名
      Joint workshop on clouds, precipitation, circulation and climate sensitivity
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 20世紀における日本周辺域の大きな海面水温上昇メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      戸田賢希
    • 学会等名
      長期予報研究連絡会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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