気候変化予測の不確実性低減に向けて：気候モデルと衛星データの融合的アプローチ

• 研究課題/領域番号: 23340137
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡部 雅浩 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70344497)
• 研究分担者: 増永 浩彦 名古屋大学, 地球水循環研究センター, 准教授 (00444422) ; 岡本 創 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10333783) ; 塩竈 秀夫 国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (30391113)
• 連携研究者: 小倉 知夫 国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (10370264) ; 横畠 徳太 国立環境研究所, 地球環境研究センター, 研究員 (20391170)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2011年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 気候 / 気候モデル / 衛星データ / 物理アンサンブル / 雲フィードバック / 気候変化 / 地球温暖化 / 全球気候モデル / 雲のフィードバック / ENSO / 不確実性 / 雲 / 人工衛星データ

研究概要

将来の全球気温上昇の予測は、IPCCによる最新の評価報告書でも不確実性を伴う。これは、予測を行う気候モデルが扱う物理過程（特に雲の素過程）に含まれる潜在的な誤差に負うところが大きい。そこで、気候モデルの物理過程を様々に変えたアンサンブルシミュレーションを実施し、近年の衛星計測による雲の詳細なデータでモデルの検証を行った。
物理アンサンブル生成は、世界的にも新規性の高いもので、気候変化時の雲フィードバックに関する解析結果は高い評価を受けることができた。また、衛星データを用いたモデル素過程及び気候学的な雲の評価から、今後の気候モデル改良に有益な知見となる、モデル間で共通する潜在誤差が見えてきた。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-Parameter Multi-Physics Ensemble (MPMPE): A New Approach Exploring the Uncertainties of Climate Sensitivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideo Shiogama, Masahiro Watanabe, Tomoo Ogura, Tokuta Yokohata and Masahide Kimoto
  • 雑誌名: Atmospheric Science Letters 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 97-102
  • DOI: 10.1002/asl2.472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of instantaneous radiative forcing for rapid tropospheric adjustment (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Ogura, Mark J. Webb, Masahiro Watanabe, Hugo Lambert, Yoko Tsushima, Miho Sekiguchi
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: 印刷中 号: 5-6 ページ: 1409-1421
  • DOI: 10.1007/s00382-013-1955-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relative contribution of feedback processes to Arctic amplification of temperature change in MIROC GCM (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshimori M., Watanabe M., Abe-Ouchi A., Shiogama H., Ogura T.
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: 42 号: 5-6 ページ: 1613-1630
  • DOI: 10.1007/s00382-013-1875-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reliability and importance of structural diversity of climate model ensembles (2014)
  • 著者名/発表者名: Yokohata, T., J. D. Annan, M. Collins, C. S. Jackson, H. Shiogama, M. Watanabe, S. Emori, M. Yoshimori, M. Abe, M. J. Webb, and J. C. Hargreaves
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: 41 号: 9-10 ページ: 2745-2763
  • DOI: 10.1007/s00382-013-1733-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of CMIP5 upper troposphere geopotential height with GPS radio occultation observations (2014)
  • 著者名/発表者名: Ao, C.-O., J. Jiang, M. Watanabe, and Coauthors
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: (in revisions)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust increase of the equatorial Pacific rainfall and its variability in a warmed climate (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Y. Kamae, and M. Kimoto
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 41 号: 9 ページ: 3227-3232
  • DOI: 10.1002/2014gl059692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of tropical low-cloud response to surface warming using weather and climate simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoru Demoto, Masahiro Watanabe and Youichi Kamae
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 40 号: 10 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1002/grl.50474
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tropospheric adjustment to increasing CO2: its timescale and the role of land?sea contrast (2013)
  • 著者名/発表者名: Youichi Kamae and Masahiro Watanabe
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: 41 号: 11-12 ページ: 3007-3024
  • DOI: 10.1007/s00382-012-1555-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diagnosis of CMIP5 cloud simulations in relation to large-scale parameters using NASA 'A-Train' satellite observations and other datasets (2013)
  • 著者名/発表者名: Su, H., J. H. Jiang, M. Watanabe, and Coauthors
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 118 号: 7 ページ: 2762-2780
  • DOI: 10.1029/2012jd018575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using a Multi-Physics Ensemble for Exploring Diversity in Cloud Shortwave Feedback in GCMs (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 25 号: 15 ページ: 5416-5431
  • DOI: 10.1175/jcli-d-11-00564.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of cloud and water vapor simulations in IPCC AR5 climate models using NASA "A-Train" satellite observations (2012)
  • 著者名/発表者名: Jiang, H., M. Watanabe, and Coauthors
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 号: D14
  • DOI: 10.1029/2011jd017237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perturbed physics ensemble using the MIROC5 coupled atmosphere-ocean GCM without flux corrections: experimental design and results Parametric uncertainty of climate sensitivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiogama, H., Watanabe, M.,Yoshimori, M., Yokohata, T., Ogura, T., Annan, J.D.,Hargreaves, J.C., Abe, M. Kamae, Y., O'ishi, R., Emori, S., Nozawa, T., Abe-Ouchi, A., Kimoto, M.
  • 雑誌名: CLIMATE DYNAMICS 巻: 39 号: 12 ページ: 3041-3056
  • DOI: 10.1007/s00382-012-1441-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the robustness of tropospheric adjustment in CMIP5 models (2012)
  • 著者名/発表者名: Youichi Kamae
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 39 号: 23
  • DOI: 10.1029/2012gl054275
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気候感度. Part 1: 気候フィードバックの概念と理解の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉森正和
  • 雑誌名: 天気 巻: 59 ページ: 5-22
• [雑誌論文] 気候感度. Part 2: 不確実性の低減への努力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉森正和
  • 雑誌名: 天気 巻: 59 ページ: 91-109
• [雑誌論文] 気候感度. Part 3: 古環境からの検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉森正和
  • 雑誌名: 天気 巻: 59 ページ: 143-149
• [雑誌論文] Fast and slow timescales in the tropical low-cloud response to increasing CO2 in two climate models (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., H.Shiogama, M.Yoshimori, T.Yokohata, T.Ogura, H.Okamoto, S.Emori, M.Kimoto
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using a multi-physics ensemble for exploring diversity in cloud shortwave feedback in GCMs (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., H.Shiogama, T.Yokohata, Y.Kamae, M.Yoshimori, T.Ogura, J.D.Annan, J.C.Hargreaves, S.Emori, M.Kimoto
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physics parameter uncertainty and observational constraints of climate feedback : An ensemble coupled atmosphere-ocean GCM without flux corrections (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiogama, H., M.Watanabe, M.Yoshimori, T.Yokohata, T.Ogura, J.D.Annan, J.C.Hargreaves, M.Abe, Y.Kamae, R.O'ishi, R.Nobui, S.Emori, T.Nozawa, A.Abe-Ouchi, M.Kimoto
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast and slow timescales in the tropical low-cloud response to increasing CO2 in two climate models (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., H. Shiogama, M. Yoshimori, T. Ogura, T. Yokohata, H. Okamoto, S. Emori, and M. Kimoto
  • 雑誌名: Climate Dynamics 巻: volume 39 号: 7-8 ページ: 7-8
  • DOI: 10.1007/s00382-011-1178-y
  • 査読あり
• [学会発表] Toward reliable projection of the regional climate variability in a warming climate (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Toward predictive dynamics of regional climate change
  • 発表場所: La Jolla , USA
  • 招待講演
• [学会発表] How can we identify, attribute, and effectively use climate model biases? (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: WCRP Grand Challenge workshop on cloud, circulation and climate sensitivity
  • 発表場所: Schloss Rindberg , Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Toward reliable projection of the regional climate variability in a warming climate. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Toward predictive dynamics of regional climate change
  • 発表場所: La Jolla, USA
  • 招待講演
• [学会発表] How can we identify, attribute, and effectively use climate model biases? (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: WCRP Grand Challenge wokshop on cloud, circulation and climate sensitivity
  • 発表場所: Schloss Rindberg, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] エルニーニョと地球温暖化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩
  • 学会等名: 日本海洋学会 2013年秋季大会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学,札幌
  • 年月日: 2013-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Equatorial mean precipitation and ENSO in CMIP5 models : Its diversity and causes of errors (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千葉
  • 年月日: 2013-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Land-sea thermal contrast and summer atmospheric circulation over East Asia in a warmed climate (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 12th East Asian Climate conference
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Review for CMIP5 high-resolution time slice experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Next generation climate change experiments needed to advance knowledge and for assessment of CMIP6
  • 発表場所: Aspen , USA
  • 招待講演
• [学会発表] Decadal prediction and predictability : Lessons from CMIP5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: RIMS International conference on theoretical aspects of variability and predictability in weather and climate systems
  • 発表場所: 京都大学, 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Land-sea thermal contrast and summer atmospheric circulation over East Asia in a warmed climate. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 12th East Asian Climate conference
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Review for CMIP5 high-resolution time slice experiments. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Next generation climate change experiments needed to advance knowledge and for assessment of CMIP6
  • 発表場所: Aspen, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Decadal prediction and predictability: Lessons from CMIP5. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: RIMS International conference on theoretical aspects of variability and predictability in weather and climate systems
  • 発表場所: 京都大学、京都
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluating and understanding climate feedback and sensitivity in different types of model ensembles (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 2012 LASG summer symposium
  • 発表場所: Xi'ning , China
  • 招待講演
• [学会発表] Processes controlling equilibrium climate sensitivity in model ensembles (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: AOGS-AGU (WPGM) joint assembly
  • 発表場所: Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] 気候のモデリング : 決定論的 ?確率論的 ? (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩
  • 学会等名: 日本気象学会 2012年度秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluating and understanding climate feedback and sensitivity in different types of model ensembles (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 2012 LASG summer symposium
  • 発表場所: Xi'ning, China
  • 招待講演
• [学会発表] Analyzing the climate sensitivity of MIROC and CMIP3/5 ensembles (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogura, T.
  • 学会等名: 3rd International Conference on Earth System Modelling
  • 発表場所: Hamburg, Gernmany
• [学会発表] Importance of instantaneous radiative forcing to tropospheric adjustment (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogura, T.
  • 学会等名: Joint EUCLIPSE-CFMIP meeting
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] On the structural and parametric uncertainties of feedback, adjustment and climate sensitivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiogama, H.
  • 学会等名: Joint EUCLIPSE-CFMIP meeting
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Using a multi-physics ensemble for exploring diversity in cloud-shortwave feedback (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Joint EUCLIPSE-CFMIP meeting
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] 気候のモデリング：決定論的? 確率論的? (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩
  • 学会等名: 日本気象学会2012年度秋季大会
  • 発表場所: 札幌
  • 招待講演
• [学会発表] フラックス調節無しでドリフトしない大気海洋結合モデル物理アンサンブル実験のデザイン (2012)
  • 著者名/発表者名: 塩竈秀夫
  • 学会等名: 日本気象学会2012年度秋季大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 海陸コントラストがCO2増加時の対流圏調節において果たす役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 釜江 陽一
  • 学会等名: 日本気象学会2012年度秋季大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] MIROCにおける雲の海面水温変化に対する応答の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 出本哲
  • 学会等名: 日本気象学会2012年度秋季大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Understanding and validation of cloud response to CO2 increase using state-of-the-art climate model ensembles (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokohata, T., and M. Waanabe
  • 学会等名: AGU Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco , USA
  • 年月日: 2011-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Understanding and validation of cloud response to CO2 increase using state-of-the-art climate model ensembles (2011)
  • 著者名/発表者名: Tokuta Yokohata, Masahiro Watanabe
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] Modeling activity of the MIROC group for climate feedback and sensitivity studies. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: WCRP Open Science Conference
  • 発表場所: Denver , USA
  • 年月日: 2011-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] Modeling activity of the MIROC group for climate feedback and sensitivity studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Watanabe
  • 学会等名: WCRP Open Science Conference
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Fast and slow timescales in the tropical low-cloud response to increasing CO2 in two climate models (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Watanabe
  • 学会等名: CFMIP/GCSS/EUCLIPSE Meeting on Cloud Processes and Climate Feedbacks
  • 発表場所: Exeter, UK
  • 年月日: 2011-06-06
• [学会発表] Comprehensive climate modeling linking structural and parametric uncertainties (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Trieste
  • 発表場所: Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Constraints to the tropical low-cloud response to increasing CO2 in climate models (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: Joint Yonsei CTL-AORI-Hanyang-KORDI workshop on climate change and variability
  • 発表場所: Gangwondo, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive climate modeling linking structural and parametric uncertainties (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Watanabe
  • 学会等名: Workshop on "Hierarchical modeling of climate"
  • 発表場所: Trieste, Italy(招待講演)
• [学会発表] Constraints to the tropical low-cloud response to increasing CO2 in climate models (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Watanabe
  • 学会等名: Joint Yonsei CTL-AORI-Hanyang-KORDI workshop on climate change and variability
  • 発表場所: Gangwondo, Korea(招待講演)
• [学会発表] Equatorial mean precipitation andENSO in CMIP5 models: Its diversity and causes of errors.
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
  • 招待講演
• [学会発表] エルニーニョと地球温暖化
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩
  • 学会等名: 日本海洋学会2013年秋季大会シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 招待講演
• [図書] 地球温暖化の事典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 国立環境研究所地球環境研究センター( 分担執筆 )
  • 総ページ数: 435
  • 出版者: 丸善
• [図書] 地球温暖化の事典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 国立環境研究所地球環境研究センター (分担執筆)
  • 総ページ数: 435
  • 出版者: 丸善
• [図書] エルニーニョ・南方振動 (ENSO) 研究の現在 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩 , 木本昌秀 ( 編著 )
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: 日本気象学会
• [図書] エルニーニョ・南方振動(ENSO)研究の現在 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部雅浩, 木本昌秀 (編著)
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: 日本気象学会