| 研究課題/領域番号 |
22H00176
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
相木 秀則 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60358752)
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| 研究分担者 |
藤波 初木 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (60402559)
菅野 湧貴 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (10826978)
名倉 元樹 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 主任研究員 (10421877)
尾形 友道 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 研究員 (60716679)
豊田 隆寛 気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 室長 (90450775)
野口 峻佑 九州大学, 理学研究院, 助教 (90836313)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2024年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2022年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | 赤道波・ロスビー波 / 熱帯中緯度相互作用 / MJO/ENSO/IOD / 海洋・対流圏・成層圏 / 社会応用 / 深いケルビン波 / 浅いケルビン波 / 将来気候 / 熱帯低気圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らの最近の理論・モデル診断研究によって、大気海洋中の擾乱エネルギーの３次元の伝達経路を緯度帯の制限なくシームレスに世界地図上で表示・定量化することが可能となった。この強力な診断ツールは、熱帯海洋の変動の解析については実績をあげているが、大気の変動や世界の人口が集中している中緯度の現象への適用例が少ないのが課題である。本研究では熱帯域の気候変動現象(MJO/ENSO/IOD)の遠隔影響を含む様々な連鎖過程に対して統一した尺度による熱帯中緯度相互作用の理解を縦糸、診断ツールの開発から社会応用までのアプローチ構築を横糸として双補完的に推進する。
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| 研究実績の概要 |
エルニーニョ現象およびラニーニャ現象にともなう海洋表層波動が、海盆の西部、中央部、東部の相互作用をどのように担うのかについて、エネルギー循環の立場から考察を行った。近年の研究において波動エネルギーの循環経路を、群速度ベクトルをトレースしたように、且つ、赤道域と中緯度の力学の垣根なく描くことが可能になった。ところが、このエネルギーフラックスベクトルの分布を地図上に表示するだけでは、擾乱の発生・伝達・消散を連鎖的に追跡したり定量化したりすることが自明ではなかった。この問題を解決するために本研究では、エネルギーフラックスの分布に対してヘルムホルツ分解を適用し、その流線関数成分とポテンシャル成分それぞれの極大値と極小値の時系列をNino3と呼ばれる気候学における一般的な指数時系列と比較した。この比較をする中で、エネルギーフラックスがエルニーニョ現象の時でもラニーニャ現象のときでも、ともに東向きの伝達イベントを示し、深いケルビン波と浅いケルビン波の区別ができないことに着目した。一方で、Nino 3指数は東太平洋赤道上の水温の気候偏差を表すものであり、深いケルビン波と浅いケルビン波を区別することができるが、その定量的な意味が位置エネルギーに関する物理要素のみを反映するものとなっており、運動エネルギーに関する物理要素が加味されていないことについて考察した。並行して、大気海洋中のどのような現象に対して、エネルギー循環経路を同定することが有効なのかを探るために、将来気候における大気循環のエネルギーサイクルや熱帯低気圧の励起起源としての低緯度ロスビー波の考察も行った。
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| 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
太平洋だけでなく、インド洋や大西洋の波動について、インド洋ダイポールモード現象やベンゲラニーニョ・ニーニャ現象に対応した解析を行っている。また準地衡力学の定式化で一昔前に使われていたエネルギー入力の評価方法からアイディアを得て、位相依存性の少ない（＝東西の縞構造が出にくい）評価方法を提案する論文を執筆中である。この新しい評価方法は、数式上で、ロスビー波とケルビン波どちらにも垣根なく適用できるようになっている。風から海洋へのエネルギー入力の評価方法を修正したことによって、エネルギー収支式の左辺と右辺の整合性を保つ都合上、波動擾乱の水平伝達が群速度ベクトルに沿っているかを評価する箇所にも数式上の変更が生じることについて考察を継続する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
対流圏・海洋区分の熱帯から中緯度への影響については、海洋においてMJOとしばしば結合系を形成し、ENSO/IODイベント発生に重要な海洋長周期波動のメカニズムを、南北アメリカ大陸やインドネシア多島海の海岸地形を考慮しながら、沿岸ケルビン波によるエネルギー流出が北赤道海流や北赤道反流に与える影響を考察する。海洋再解析データGONDOLAを用いたヘルムホルツ分解プログラムを作成し、より現実に近い海洋大循環がある中での赤道波によるエネルギーフラックスについて、赤道域と中緯度を連続的に接続する表現方法を示す。MJOは、北半球へのロスビー波伝播を通じて東アジアの天候に影響を与える。MJOの季節性を考慮し北半球寒候期と暖候期に分け、暖候期はMJOの夏季型でアジアモンスーン変動に関わるBSISOとして解析されているが、日本の大雨への影響解明は発展途上である。南アジア・東南アジアモンスーン域ではBSISOやQBWといった雲・降水システムと結合した季節内振動が卓越する。冬季においては、東アジアの寒波の頻度に熱帯からのシグナルが影響することが指摘されている。これらの起源を特定し各力学過程の最重要なものを同定するために、大気再解析データJRA-3Qを用いた渦位のインバージョンプログラムを作成し、エネルギー循環の定量化を行う。成層圏区分の中緯度から熱帯への影響については、例えば大気のロスビー波が中緯度から熱帯に貫入することによって、赤道上の成層圏準2年振動を崩壊させたり、極域の成層圏突然昇温の遠隔的な影響によって熱帯の対流が活発化したりすることが指摘されている。これについて波動エネルギーフラックスによる診断を行い、従来の診断手法との比較を行う。
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