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地球温暖化による大雨の頻度・強度変化の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03670
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

水田 亮  気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (80589862)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード地球温暖化 / 高解像度気候モデル / 極端降水 / 大雨
研究開始時の研究の概要

本研究では、洪水災害や土砂災害をもたらすような大雨の頻度や強度が地球温暖化に伴ってどの程度変化するかについて、変化を量的に規定しているプロセスを解明することを目指す。大雨は発生地域・発生頻度・空間スケール・時間スケールによって予測される変化量が異なることがわかっているが、世界各機関の多数の高解像度気候モデル実験結果を比較・解析することで、それらの違いがどのような要因で生じているかについて調べる。

研究実績の概要

本研究では、大雨の頻度や強度が地球温暖化に伴ってどの程度変化するかについて、変化を量的に規定しているのはどのようなプロセスであるかを解明することを目的としている。当該年度においては、研究代表者のグループで実施した、水平解像度20kmと60kmで20世紀中頃から21世紀末までの150年間の連続シミュレーション結果について解析を行った。とくに熱帯アメリカとパナマにおける極端降水量の将来変化を調べた。熱帯アメリカは季節平均降水量は減少しているが、年間最大日降水量は増加傾向にある特徴的な地域である。シミュレーションされた将来の気候では、パナマ東部で12月~2月の降水量が増加し、太平洋沿岸に近い西部で6月~8月の降水量が減少した。年間最大日降水量はパナマ東部で増加した。熱帯アメリカの年平均最大日降水量は10年周期で変動し、全球平均と類似しているが、その振幅は小さかった。パナマの日降水量の年平均最大値は、10年平均でも大きな変動を示した。熱帯アメリカでは、日降水量の年平均最大値は、代表的な濃度経路シナリオに依存しない地表面気温との線形関係を持つが、パナマではそのような関係が見られなかった。過去のシミュレーションでは、熱帯アメリカの年平均日最大降水量と年平均地表面気温の時間相関は、エルニーニョ/南方振動の負偏差時の海面水温偏差と類似した地理的分布を示したが、将来のシミュレーションではそうではなかった。パナマの年平均日降水量と地表面水温の相関は、過去の実験でも将来の実験でも、熱帯域の年平均日降水量と地表面水温の相関に類似した分布を示した。このことから、パナマの年最大日降水量は、過去の気候で観測されたように、将来、負のエルニーニョ現象発生時に増加すると予測されることがわかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初は高解像度気候モデル相互比較プロジェクトの下で世界各機関が行った全球の高解像度予測モデル実験結果を中心的に用いる計画だったが、研究代表者のグループで実施しているシミュレーション結果を組み合わせ、季節や地域、大雨をもたらす現象による差異についても考慮した解析を行っている。

今後の研究の推進方策

水蒸気量増加を超えて大雨の強度が増加する場合のプロセスの評価について、
世界各機関が行った全球の高解像度予測モデル実験結果のモデル間の差異や、温暖化の進行程度による変化の差異についても考慮しながら解析をすすめる。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 大規模アンサンブル気候シミュレーションにおける地球温暖化による大雨の変化2023

    • 著者名/発表者名
      MIZUTA Ryo
    • 雑誌名

      混相流

      巻: 37 号: 4 ページ: 368-375

    • DOI

      10.3811/jjmf.2023.T012

    • ISSN
      0914-2843, 1881-5790
    • 年月日
      2023-12-15
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Future projections of extreme precipitation in Tropical America and Panama under global warming based on 150‐year continuous simulations using 20‐km and 60‐km atmospheric general circulation models2023

    • 著者名/発表者名
      Nakaegawa Tosiyuki、Mizuta Ryo
    • 雑誌名

      International Journal of Climatology

      巻: 43 号: 15 ページ: 7218-7233

    • DOI

      10.1002/joc.8261

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 20km、60km全球大気大循環モデルおよび20km領域気候モデル力学的ダウンスケーリングによる150年連続シミュレーションにおける極端降水2022

    • 著者名/発表者名
      MIZUTA Ryo、NOSAKA Masaya、NAKAEGAWA Toshiyuki、ENDO Hirokazu、KUSUNOKI Shoji、MURATA Akihiko、TAKAYABU Izuru
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 100 号: 3 ページ: 523-532

    • DOI

      10.2151/jmsj.2022-026

    • NAID

      130008161263

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Future Changes in Extreme Precipitation and Their Association with Tropical Cyclone Activity over the Western North Pacific and East Asia in 20 km AGCM Simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Endo Hirokazu、Kitoh Akio、Mizuta Ryo
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 18 号: 0 ページ: 58-64

    • DOI

      10.2151/sola.2022-010

    • NAID

      130008166198

    • ISSN
      1349-6476
    • 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] 東アジア降水量の将来変化における初夏と晩夏の違いについて2021

    • 著者名/発表者名
      ENDO Hirokazu、KITOH Akio、MIZUTA Ryo、OSE Tomoaki
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 99 号: 6 ページ: 1501-1524

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-073

    • NAID

      130008132462

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 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
  • [学会発表] Next generation of high-resolution large ensemble simulation2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, R.
    • 学会等名
      2023 TCCIP International Workshop on Climate Change
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東アジアの夏季降水量の将来変化における初夏と晩夏の違いについて2023

    • 著者名/発表者名
      遠藤洋和, 鬼頭昭雄, 水田亮, 尾瀬智昭
    • 学会等名
      長期予報研究連絡会 研究会「長期予報と大気大循環」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋を同化した気候モデルによる、21世紀末までの150年連続アンサンブル実験2022

    • 著者名/発表者名
      水田亮, 牛島悠介, 遠藤洋和, 辻野博之, 吉田康平, 宮坂貴文, 石井正好
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 東アジアの夏季降水量の将来変化における初夏と晩夏の違い2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤洋和, 鬼頭昭雄, 水田亮, 尾瀬智昭
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所国際沿岸海洋研究センター共同利用研究集会「多重階層結合系における対流圏大気現象の過去・現在・未来」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Different future changes between early and late summer monsoon precipitation in East Asia2022

    • 著者名/発表者名
      Endo, H., A. Kitoh, R. Mizuta, and T. Ose
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2022 annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Projected changes in extreme precipitation in a 60-km AGCM large ensemble and their dependence on return periods2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, R. and H. Endo
    • 学会等名
      WCRP Workshop on Extremes in Climate Prediction Ensembles
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Different future changes between early and late summer monsoon precipitation in East Asia2021

    • 著者名/発表者名
      Endo, H., A. Kitoh, R. Mizuta, and T. Ose
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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