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エルニーニョ・南方振動気候モデル実験による重力波と赤道準2年振動の新知見

研究課題

研究課題/領域番号 23K22574
補助金の研究課題番号 22H01303 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関北海道大学 (2023-2024)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2022)

研究代表者

河谷 芳雄  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (00392960)

研究分担者 藤原 正智  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (00360941)
渡辺 真吾  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), センター長代理 (50371745)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード赤道準2年振動 / エルニーニョ・南方振動
研究開始時の研究の概要

熱帯域成層圏に存在する赤道準2年振動(QBO)は広範囲の力学・化学過程に影響を及ぼし、気象予報精度とも関連する、極めて重要な現象の1つである。現在、世界のほぼ全ての気候モデルで重力波パラメタリゼーションを組み込むことでQBOを再現している。世界中のモデルを集めて行われた最新のQBO温暖化実験では、将来QBO変化についてモデル間で大きなバラつきが見られた。国際的な共同研究プロジェクトを主導し、エルニーニョ・南方振動(ENSO)によるQBO変調を解析することで、ENSOと連動する同パラメタリゼーションを検証し、気候モデルの不確実性低減に資する知見を得る。

研究実績の概要

赤道準2年振動(QBO)気候モデル国際比較プロジェクト(QBOi)のco-leadsとして、国際共同研究を主導した。その中で現在進めているENSO-QBO実験を主責任者として取り纏め、3つの研究グループに分けて解析を続けて初期結果が出てきた。エルニーニョ実験とラニーニャ実験を比較すると、どの気候モデルもエルニーニョ実験の方がQBO周期が短く、観測と整合的である。しかし周期の変調にはモデル間で大きなばらつきがあり、その原因を運動量収支解析により調べている。
典型的なQBO東西風サイクルが観測された1980年7月から1983年6月の36か月間を対象に、大気大循環モデルを全球再解析データを用いて初期値化したのち、月初から月末まで1か月間のTranspose-AMIP実験を毎月実施することにより、様々なQBO位相におけるQBO東西風の誤差成長の様子を調べた。使用した大気大循環モデルの弱点として、QBO東風シアー層の下降時の下降速度を過小評価する傾向が見られた。運動量収支の解析結果とともに、関連する国際会議で発表した。
本年度は、4種の再解析データから計算した変形オイラー平均(TEM)方程式系の全項と残差項およびその全変数について、それらの気候値の比較・検証をおこなった論文を執筆し、Atmospheric Chemistry and Physics誌に投稿した。また、国際的な再解析データ比較検証活動S-RIP Phase 2の計画立案に関わりつつ、国際会議および国内学会にてこれに関連する招待講演をおこなった。また、基準高層観測網(GRUAN)の会議に出席し、ラジオゾンデ観測がQBOの状態監視の鍵であることについて議論した。

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

今後のQBO関連研究に広く引用されることが期待される。QBOi国際プロジェクトのco-leadsとして国際共同研究を主導しつつ、同プロジェクトの共著論文の執筆も開始されている。

今後の研究の推進方策

交付申請書に記載した手順で、引き続き研究を進めていく。特に気候モデルの本格的な実験を開始し、データ解析を進めていく。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 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 (22件) (うち国際学会 13件、 招待講演 5件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] University of Hawaii/NorthWest Research Associates/National Center For Atmospheric Research(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford/UK Met Office(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Mid‐Latitude Oceanic Fronts on the Middle Atmosphere Through Upward Propagating Atmospheric Waves2024

    • 著者名/発表者名
      Kawatani Y.、Nakamura H.、Watanabe S.、Sato K.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 51 号: 6

    • DOI

      10.1029/2024gl108262

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Storylines of Projected Climate Changes around Japan Associated with Upper Troposphere and Stratosphere Responses2022

    • 著者名/発表者名
      Kawatani, Y., T. Horinouchi, N. Sato
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 18 号: 0 ページ: 122-128

    • DOI

      10.2151/sola.2022-020

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effects of mid-latitude SST fronts on the middle atmosphere through upward propagating atmospheric waves2023

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄、中村尚、佐藤薫、渡辺真吾
    • 学会等名
      JpGU2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of mid-latitude SST fronts on the middle atmosphere through upward propagating atmospheric waves2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kawatani, Hisashi Nakamura, Kaoru Sato, Shingo Watanabe
    • 学会等名
      Mid-latitude Ocean-Atmosphere Interactions: Their Processes and Predictability
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mid-latitude SST fronts on the middle atmosphere through upward propagating atmospheric waves2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kawatani, Hisashi Nakamura, Kaoru Sato, Shingo Watanabe
    • 学会等名
      Japan-Israel Symposium on Atmospheric Dynamics and Climate
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mid-latitude SST fronts on the middle atmosphere through upward propagating atmospheric waves2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kawatani, Hisashi Nakamura, Kaoru Sato, Shingo Watanabe
    • 学会等名
      IUGG2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing uncertainty in projection of future changes in the stratospheric polar night jet in CMIP models2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kawatani, Takeshi Horinouchi, Naoki Sato
    • 学会等名
      The International Workshop on “Communications on Future Changes of Extreme Weather with Reduced Uncertainty Based on Physical Understandings
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mid-latitude SST fronts on the middle atmosphere through upward propagating atmospheric waves2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Kawatani, Hisashi Nakamura, Kaoru Sato, Shingo Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on the Asian Summer Monsoon Anticyclone
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 成層圏QBO研究に関する最近の動向と今後の展望2023

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄
    • 学会等名
      日本気象学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Does better tropospheric circulation bring better QBO?2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Watanabe, Yoshio Kawatani
    • 学会等名
      Joint SPARC DynVar - SNAP Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does better tropospheric circulation bring better QBO?2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Watanabe, Yoshio Kawatani
    • 学会等名
      IUGG2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全球大気再解析データと中層大気研究2023

    • 著者名/発表者名
      藤原正智
    • 学会等名
      日本気象学会2023年秋季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Justfication for high altitude attainment for balloon soundings at GRUAN and other sites2023

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Fujiwara
    • 学会等名
      GRUAN 15th Implementation and Coordination Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Overview of the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) and Plans for Its Phase 22023

    • 著者名/発表者名
      Masatomo Fujiwara, Gloria L. Manney, Lesley J. Gray, Jonathon S. Wright and the S-RIP team
    • 学会等名
      International Conference on the Asian Summer Monsoon Anticyclone
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中緯度海洋前線が大気波動を通じて中層大気へ与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄、中村尚、佐藤薫、渡辺真吾
    • 学会等名
      新学術研究領域Hotspot2会合
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Does better tropospheric circulation bring better QBO?2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Watanabe and Yoshio Kawatani
    • 学会等名
      Workshop on the QBO
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 成層圏QBO研究に関わる最近の動向2022

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Journal of the Sciences Editorに関わる最近Atmosphericの動向2022

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Storylines of projected climate changes around Japan associated with upper troposphere and stratosphere responses2022

    • 著者名/発表者名
      河谷芳雄, 堀之内武, 佐藤尚毅
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SPARC Reanalysis Intercomparison Project(S-RIP)の概要とS-RIP Phase 2 計画について2022

    • 著者名/発表者名
      藤原正智, Manney, G. L., Gray, L. J., Wright, J. S., and the S-RIP team
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SPARC Reanalysis Intercomparison Project(S-RIP)の概要とS-RIP ‘Phase 2’の 計画2022

    • 著者名/発表者名
      藤原正智, Manney, G. L., Gray, L. J., Wright, J. S., and the S-RIP team
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Overview of the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) and Plans for Its ‘Phase 2’2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, M., Manney, G. L., Gray, L. J., Wright, J. S., and the S-RIP team
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 19th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Overview of the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) and Plans for Its Phase 22022

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, M., Manney, G. L., Gray, L. J., Wright, J. S., and the S-RIP team
    • 学会等名
      SPARC 2022 GENERAL ASSEMBLY
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the Meteorological Fields in Aviation Accident Cases Due to Clear Air Turbulence2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida, H., Fujiwara, M., Kim, J.-H., and Sharman, R.
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 19th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Yoshio Kawatani

    • URL

      https://sites.google.com/site/yoshiokawatani/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Masatomo Fujiwara

    • URL

      http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/index_jp.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/yoshiokawatani/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/souran/html/Shingo_Watanabe_7a12f-e.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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