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マッデン・ジュリアン振動の発生における経年的な間欠性とその環境要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J00605
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
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

高須賀 大輔  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードマッデン・ジュリアン振動 / 大気大循環 / 赤道波 / スケール間相互作用
研究開始時の研究の概要

熱帯域の中でも特に暖かい海面水温を伴うインド洋から西太平洋では、水平数千kmにわたってまとまった雲集団がゆっくり (約5m/s) 東進するマッデン・ジュリアン振動 (MJO) が顕著に見られる。広範囲の気象・気候変動に影響するMJOは、平均的には数十日間隔で発生する周期的な現象として認められるが、数年単位で見るとその発生は常には順調ではない。本研究課題では、MJOの発生状況が数年スケールでは間欠的に変動するという事実に着目し、その要因を観測データや大規模な数値シミュレーションを用いて明らかにすることで、そもそもMJOが存在すべき理由が何であるかの理解に迫る。

研究実績の概要

マッデン・ジュリアン振動 (MJO) の顕在化頻度が経年的に変動する要因を解明するにあたり、本年度は主に観測に基づく40年分の再解析データを用いて、MJOよりも長い時間スケールで変動する海面水温分布や大気循環の影響に着目した統計解析を行った。インド洋・海洋大陸・西太平洋で顕在化するMJO事例をその活動が活発な期間とともに同定し、MJOが特に顕著に観測される北半球冬季 (11月-4月) に対してMJOの顕在化頻度を定量化した上で、その経年変動を特徴付ける場を調査した。
その結果、MJOが顕在化しやすい年には、MJOよりも長い時間スケールでの対流活動がインド洋・西/中央太平洋 (海洋大陸) で有意に活発 (不活発) 傾向にあり、それに付随して背景場の東西循環は気候値よりも東西方向に伸展、南北循環は気候値が強化された傾向にあることを確認した。また、これらの場の実現には、成層圏準2年周期振動 (QBO) とエルニーニョ・南方振動 (ENSO) による協調的な強制が重要であることもわかった。具体的には、MJOの顕在化は、大振幅を除くエルニーニョ年であればQBO位相とは無関係にエルニーニョ傾向が強い時ほど、ENSO中立/ラニーニャ年であればENSOの振幅とは無関係にQBOに伴う上空東風が強い時ほど促進されることを見出し、これらが上記の背景場と無矛盾であることを示した。加えて、MJOが顕在化しづらい年には、MJOが顕在化しても西太平洋での水蒸気蓄積が阻害されるために持続期間が短くなることも判明し、この事実も背景場と整合的である。
さらに、本研究課題を遂行する上で、対流圏上層に捕捉された混合ロスビー重力波が背景場の東西循環との相互作用を通じて "湿潤過程を介さずに" MJOを顕在化させうることが新たに明らかとなった。その内容は投稿論文としてまとめられ、現在国際誌に投稿中である。

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)
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Diversity of the Madden-Julian Oscillation: Initiation Region Modulated by the Interaction between the Intraseasonal and Interannual Variabilities2021

    • 著者名/発表者名
      Takasuka Daisuke, Satoh Masaki
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 号: 6 ページ: 2297-2318

    • DOI

      10.1175/jcli-d-20-0688.1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MJO Initiation Triggered by Amplification of Upper-tropospheric Dry Mixed Rossby-gravity Waves2021

    • 著者名/発表者名
      Takasuka Daisuke, Kohyama Tsubasa, Miura Hiroaki, Suematsu Tamaki
    • 雑誌名

      Earth and Space Science Open Archive

      巻: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1002/essoar.10507006.1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamical Roles of Mixed Rossby-Gravity Waves in Driving Convective Initiation and Propagation of the Madden?Julian Oscillation: General Views2020

    • 著者名/発表者名
      Takasuka Daisuke, Satoh Masaki
    • 雑誌名

      Journal of the Atmospheric Sciences

      巻: 77 号: 12 ページ: 4211-4231

    • DOI

      10.1175/jas-d-20-0050.1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Background Factors for the Interannual Variations of the Realization of the Madden-Julian Oscillation2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takasuka, Tsubasa Kohyama, Tamaki Suematsu, Hiroaki Miura
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Can Mixed Rossby-gravity waves make building blocks of MJO convection in the Indian Ocean?2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takasuka, Masaki Satoh
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Overview of global scale large ensemble simulations using NICAM on Fugaku2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Miyakawa, Yohei Yamada, Tamaki Suematsu, Ryusuke Masunaga, Daisuke Takasuka, Masuo Nakano, Chihiro Kodama, Hisashi Yashiro, Masaki Satoh, Takemasa Miyoshi, Takao Kawasaki
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Climate for exo-terrestrial planets with a 3D high resolution cloud resolved climate model: Effect of obliquity2021

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kodama, Daisuke Takasuka, Takeshi Kuroda, Tomoki Miyakawa, Masaki Satoh
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 季節内-経年変動の相互関係から見たMJO発生領域の変調2020

    • 著者名/発表者名
      高須賀大輔, 佐藤正樹
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Diversity of Initiation Regions of the MJO Associated with the Mutual Relationship Between the Intraseasonal and Low-frequency Variability2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takasuka, Masaki Satoh
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Can Mixed Rossby-Gravity Waves Make Building Blocks of MJO Convection in the Indian Ocean?2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takasuka, Masaki Satoh
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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