水惑星大気大循環の再考察：新たな国際比較実験「APE2」の提案に向けて

• 研究課題/領域番号: 26400469
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中島 健介 九州大学, 理学研究院, 助教 (10192668)
• 研究分担者: 石渡 正樹 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (90271692) ; 大淵 済 国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他, 研究員 (30359228) ; 高谷 康太郎 京都産業大学, 理学部, 准教授 (60392966) ; 山崎 哲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, 研究員 (20633887)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 大気大循環 / 水惑星モデル比較実験 / 大気力学 / 太陽系外惑星 / 気候力学 / ウォーカー循環 / ロスビー波 / 大気大循環モデル / 水惑星 / 大気波動 / ブロッキング / 惑星大気 / モデル相互比較 / 熱帯対流活動 / 系外惑星大気 / ケルビン波 / APE / 水惑星実験 / CISK / ハドレー循環 / 定常波 / 系外惑星

研究成果の概要

地球の全表面が海で覆われた「水惑星」設定で大気大循環モデルによる数値実験を行い、結果を解析した。主な結果の第一は、熱帯降水活動の大規模構造として赤道上を東に進む波動に加えて、南北にうねりつつ西に進む構造が存在することであり、第二は、熱帯の暖水域が強制する全地球的風系である「ウォーカー循環」の構造が海洋の平均的南北温度差によって、現在の地球で生じている構造と全くことなるものになる可能性が確認されたことである。ただしこれらの結果は、数値モデルの解像度や物理過程に依存して表現が異なることが強く示唆されるので、新たな国際モデル比較実験を策定したい。

研究成果

• [雑誌論文] Development of an ensemble Kalman filter data assimilation system for the Venusian atmosphere (2017)
  • 著者名/発表者名: Norihiko Sugimoto, Akira Yamazaki, Toru Kouyama, Hiroki Kashimura, Takeshi Enomoto, and Masahiro Takagi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 9321-9321
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09461-1
  • NAID: 120006366787
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The circulation pattern and day-night heat transport in the atmosphere of a synchronously rotating aquaplanet: Dependence on planetary rotation rate (2015)
  • 著者名/発表者名: Noda, S., Ishiwatari, M., Nakajima, K., Takahashi, Y. O., Takehiro, S., Onishi, M., Hashimoto, G.. L., Kuramoto, K., and Hayashi, Y.-Y.
  • 雑誌名: Icarus 巻: 282 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1016/j.icarus.2016.09.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oceanic fronts and jets around Japan: a review (2015)
  • 著者名/発表者名: Kida, S., H. Mitsudera, S. Aoki, X. Guo, S. Ito, F. Kobashi, N. Komori, A. Kubokawa, T. Miyama, R. Morie, H. Nakamura, T. Nakamura, H. Nakano, H. Nishigaki, M. Nonaka, H. Sasaki, Y. N. Sasaki, T. Suga, S. Sugimoto, B. Taguchi, K. Takaya, T. Tozuka, H. Tsujino, and N. Usui
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 未定 号: 5 ページ: 1561-1577
  • DOI: 10.1007/s10872-015-0283-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Local SST impacts on the summertime Mascarene High variability (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Morioka, K. Takaya, S.K. Behera, and Y. Masumoto
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 28 号: 2 ページ: 678-694
  • DOI: 10.1175/jcli-d-14-00133.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Aqua-planet experiment (APE) review (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, Y. Yamada, M. Kanda, K. Takaya, M. Ishiwatari, W. Ohfuchi, Y.O. Takahashi, and Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: 「水惑星・陸惑星」研究会
• [学会発表] Development of a coupled model for aqua-planet simulations and aqua-planet simulation with zonally symmetric dynamic ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawai, Y. O. Takahashi, M. Ishiwatari, S. Nishizawa, S. Takehiro, K. Nakajima, H. Tomita, and Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: 「水惑星・陸惑星」研究会
• [学会発表] "ウォーカー循環" 再考: 水惑星熱源応答実験からの示唆 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島健介, 神田雅浩, 高谷康太郎, 石渡正樹, 高橋芳幸, 林祥介
  • 学会等名: 日本気象学会2017年度春季大会
• [学会発表] 大気海洋海氷結合モデルを用いた水惑星の気候に対する海洋大循環の影響の数値的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合佑太, 高橋芳幸, 石渡正樹, 西澤誠也, 竹広真一, 中島健介, 富田浩文, 林祥介
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] Formulation and application of phase-independent energy conversions for quasi-geostrophic eddies (2017)
  • 著者名/発表者名: 高谷康太郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2017年大会
  • 招待講演
• [学会発表] 位相依存性のないエネルギー変換の定式化の提案（２） (2017)
  • 著者名/発表者名: 高谷康太郎
  • 学会等名: 「波と平均流との相互作用」研究会
• [学会発表] 金星 AFES アンサンブルデータ同化システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉本憲彦, 山崎哲, 神山徹, 樫村博基, 榎本剛, 高木征弘
  • 学会等名: 日本気象学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 全球海惑星の気候レジーム ~海洋大循環の効果~ (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合佑太, 高橋芳幸, 石渡正樹, 西澤誠也, 竹広真一, 中島健介, 富田浩文, 林祥介
  • 学会等名: 日本気象学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 全球海惑星気候の太陽定数増減依存性の研究: 海洋大循環の影響の検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合佑太, 高橋芳幸, 石渡正樹, 西澤誠也, 竹広真一, 中島健介, 富田浩文, 林祥介
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会 2017年度 秋季大会
• [学会発表] 大気海洋海氷結合モデルを用いた全球海惑星気候の太陽定数依存性に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合佑太, 高橋芳幸, 石渡正樹, 西澤誠也, 竹広真一, 中島健介, 富田浩文, 林祥介
  • 学会等名: 日本惑星科学会2017年秋季講演会
• [学会発表] Reexamination of the concept of "Waker Circulation" -- implication from the variety of large-scale tropical atmospheric response to equatorial SST anomaly in Aquaplanet Experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, M. Kanda, K. Takaya, M. Ishiwatari, W. Ohfuchi, Y.O. Takahashi, and Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: 2016 American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco USA
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Reexamination of the concept of "Waker Circulation" -- implication from the variety of large-scale tropical atmospheric response to equatorial SST anomaly in Aquaplanet Experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, M. Kanda, K. Takaya, M. Ishiwatari, W. Ohfuchi, Y.O. Takahashi, and Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: Tropical Meteorology Meeting 2016
  • 発表場所: 京都大学防災研究所
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] 暴走温室状態の発生条件に関する大気大循環モデル実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石渡正樹, 納多哲史, 中島健介, 高橋芳幸, 竹広真一, 林祥介,
  • 学会等名: 2016 年日本天文学会春季大会,
  • 発表場所: 首都大学東京, 東京都
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 様々な「波の活動度flux」のまとめ (2016)
  • 著者名/発表者名: 高谷康太郎
  • 学会等名: 「水惑星大気大循環の再考察：新たな国際比較実験「APE２」の提案に向けて」研究集会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 理想化された大気大循環モデルの赤道海水温異常への応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田雅浩, 中島健介
  • 学会等名: 「水惑星大気大循環の再考察：新たな国際比較実験「APE２」の提案に向けて」研究集会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 理想化された大気大循環モデルの赤道海水温異常への応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田雅浩, 中島健介
  • 学会等名: 第17回地球流体力学研究集会「地球流体における波動と対流現象の力学」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所
  • 年月日: 2016-03-01
• [学会発表] Resolution Dependence of Equatorial Precipitation Activities Represented in a General Circulation Model with No Cumulus Parameterization (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Nakajima, Y. Yamada, Y.O. Takahashi, M. Ishiwatari, W. Ohfuchi, Y.-Y. Hayashi
  • 学会等名: AGU Fall Meeting, 2015
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] 同期回転水惑星大気循環の惑星半径依存性に関する数値実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石渡正樹, 増田和孝
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2015 年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉県
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] 高速に回転する薄い球殻内の熱対流により引き起こされる表層縞状構造の消滅. (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋平, 竹広真一, 石岡圭一, 中島健介, 林祥介
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2015 年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場, 千葉県
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] Numerical experiments on climates of synchronously rotating planets with a general circulation model (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ishiwatari, Y. Abe, Y.-Y. Hayashi, K. Nakajima, K. Kuramoto, Y. O. Takahashi, K. Narita
  • 学会等名: 平成 26 年度系外惑星大研究会
  • 発表場所: 東京大学 情報学環 福武ホール
  • 年月日: 2015-03-02
• [学会発表] 赤道降水擾乱のモデル表現の解像度依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島健介、山田由貴子、高橋芳幸、石渡正樹、大淵済、林祥介
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 地球流体における流れの多様性と普遍性の力学
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所
  • 年月日: 2014-11-20
• [学会発表] 非灰色放射および雲スキームを用いた同期回転惑星大気の数値実験: 昼夜間熱輸送量に関する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石渡正樹, 阿部豊, 倉本圭, 高橋芳幸, 中島健介, 林祥介
  • 学会等名: 日本気象学会 2014 年度秋季講演会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-10-21
• [学会発表] 同期回転惑星大気の数値実験: 昼夜間熱輸送に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石渡正樹, 阿部豊, 倉本圭, 高橋芳幸, 中島健介, 林祥介
  • 学会等名: 日本惑星科学会 2014 年度秋季講演会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホ－ル
  • 年月日: 2014-09-24