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2022 年度 実績報告書

中緯度域の気候変動と将来予測の不確実性

計画研究

研究領域変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot
研究課題/領域番号 19H05704
研究機関北海道大学

研究代表者

見延 庄士郎  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)

研究分担者 増永 浩彦  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00444422)
山本 絢子  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (20811003)
杉本 周作  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50547320)
佐々木 克徳  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50604815)
時長 宏樹  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80421890)
釜江 陽一  筑波大学, 生命環境系, 助教 (80714162)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワード大気海洋相互作用 / 地球温暖化 / 中緯度 / CMIP6 / HighResMIP / d4PDF / 衛星データ
研究実績の概要

HighResMIPおよびd4PDFのデータを用いた一連の解析を行い、以下の結果を得た。台風の経路の最近数十年のトレンドについて、重要な役割を果たしているのは地球温暖化ではなく、自然変動であるPDO/IPOであることが明らかになった。local wave activity解析を行ってその再現性を調査した。梅雨前線の季節進行の将来変化において、5月中旬に東シナ海から九州にかけて将来気候における降水が有意に増加することがわかった。また、熱帯太平洋-インド洋間の海盆間相互作用が熱帯低気圧活動に及ぼす影響について調べた。エルニーニョ後のインド洋昇温は夏から秋にかけて北西太平洋域の熱帯低気圧を減少させる一方、赤道太平洋の海面水温偏差がモデルで再現される熱帯低気圧の発生数・存在頻度に対し誤差要因となることを突き止めた。さらに、他のデータの解析によって、中緯度における顕著な水蒸気流に伴う極端降水の強度や頻度分布を系統的に調査した。また、北大西洋を北上する顕著な水蒸気流の通過経路の特徴を調査し、広域大気循環や海水温分布との関係を明らかにした。熱帯の対流システムにラグランジュ雲追跡を適用した熱力学的収支解析を実施し、対流システムのラグランジュ的進化は、異なる対流体制間の動的平衡状態に支配されることがわかった。また独自の数値計算実験として、日本の降水への黒潮大蛇行の影響を評価するために、スーパーコンピューターを用いた領域大気モデルによるアンサンブル実験を開始した。計算を終えたものから順次解析を開始している。

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

HighResMIPおよびd4PDFのデータ解析によって、順調に論文が出版され、あるいは投稿・改訂中である。海外研究者および他の計画研究班メンバーと連携することで、大規模アンサンブル実験の解析を効果的に進め、中緯度の移動性擾乱が熱・水循環に果たす役割を調査し、国際共著論文として成果をまとめた。北大西洋の大気海洋相互作用を通じて、高解像度モデルが低解像度モデルよりも、より適切なジェット気流やブロッキングの再現性を示すことについて、論文として出版した。wavinessの解析、また爆弾低気圧の解析については、学術雑誌に論文を投稿し、改訂中である。また、PDO/IPOの台風経路への影響も投稿を行った。さらに、梅雨降水についても、統計的に有意であり、かつモデルの空間解像度依存性を持つ降水の増加を発見している。熱帯太平洋-インド洋間の海盆間相互作用が熱帯低気圧活動に及ぼす影響について論文化するために、気候モデルによる過去気候実験に加え将来気候予測実験を用いて解析中である。また独自の数値実験によって、黒潮大蛇行感度実験結果を解析することで、日本上での降水量の大蛇行への応答特性を明らかにし、合成図解析等を駆使することで海流と陸上降水をつなぐ物理過程を同定する。追加的に水温変化実験を行うことで、海流と降水関係の将来変化の見積りを行う。さらに熱帯対流メカニズムについて得られた結果は、従来知られている発達・成熟・減衰という一方向的なシナリオでは必ずしも捉えきれない実態が明らかになりつつある。さらなる理解の重要性を示唆している。

今後の研究の推進方策

HighResMIPおよびd4PDFを用いた研究をさらに進める。特に、将来気候において、5月中旬に東シナ海から九州にかけての梅雨前線に伴う降水が増加するメカニズムについての解析を行う。特に大規模なモンスーンの場との関連について注目する。気候モデルで再現される熱帯低気圧活動に対し、CMIP6のマルチモデル間の不確実性だけでなく、大気の内部変動と強制成分を切り分けるために d4PDF ラージアンサンブル実験を用いてさらに解析を進める予定である。流跡線解析を用いた冬季太平洋におけるブロッキング高気圧への海洋の影響の解析を論文にまとめ投稿する。Local wave activity解析を用い、黒潮の長期変動に伴うブロッキング高気圧の変動について調べる。またそれ以外のデータと手法を駆使して、中緯度を通過する大気擾乱による大気海洋海氷相互作用における役割を評価する。大気の川の通過に伴うオホーツク海海氷密接度の変動を力学的・熱力学的過程に注目して調査する。黒潮大蛇行感度実験結果を解析することで、日本上での降水量の大蛇行への応答特性を明らかにし、合成図解析等を駆使することで海流と陸上降水をつなぐ物理過程を同定する。追加的に水温変化実験を行うことで、海流と降水関係の将来変化の見積りを行う。メキシコ湾流上の日周期変動について、湾流が果たす役割を明らかにするために、領域大気モデルを用いた数値実験を行う。衛星による降水・放射観測を軸とした解析をさらに進め、現象理解を深化させていく。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 18件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] レディング大学/気象局(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      レディング大学/気象局
  • [国際共同研究] CERFACS/CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CERFACS/CNRS
  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Meteorology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute for Meteorology
  • [国際共同研究] KNMI(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      KNMI
  • [国際共同研究] CMCC(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      CMCC
  • [雑誌論文] Explaining and Predicting Earth System Change: A World Climate Research Programme Call to Action2023

    • 著者名/発表者名
      Findell Kirsten L.、Sutton Rowan、Caltabiano Nico、Brookshaw Anca、Heimbach Patrick、Kimoto Masahide、Osprey Scott、Smith Doug、Risbey James S.、Wang Zhuo、Cheng Lijing、Diaz Leandro B.、Donat Markus G.、Ek Michael、Lee June-Yi、Minobe Shoshiro、Rusticucci Matilde、Vitart Frederic、Wang Lin
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Meteorological Society

      巻: 104 ページ: E325~E339

    • DOI

      10.1175/BAMS-D-21-0280.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cold- versus warm-season-forced variability of the Kuroshio and North Pacific subtropical mode water2023

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Yuma、Nakano Hideyuki、Urakawa L. Shogo、Toyoda Takahiro、Sakamoto Kei、Yamanaka Goro、Sugimoto Shusaku
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-022-26879-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Editorial: North Pacific climate and ecosystem predictability on seasonal to decadal timescales2022

    • 著者名/発表者名
      Minobe Shoshiro、Capotondi Antonietta、Chai Fei、Jacox Michael G.、Nonaka Masami、Rykaczewski Ryan R.
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.1111272

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Toward Regional Marine Ecological Forecasting Using Global Climate Model Predictions From Subseasonal to Decadal Timescales: Bottlenecks and Recommendations2022

    • 著者名/発表者名
      Minobe Shoshiro、Capotondi Antonietta、Jacox Michael G.、Nonaka Masami、Rykaczewski Ryan R.
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.855965

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Process‐Level Assessment of the Iris Effect Over Tropical Oceans2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Masato、Masunaga Hirohiko
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2022GL097997

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Baroclinic Blocking2022

    • 著者名/発表者名
      Martineau P.、Nakamura H.、Yamamoto A.、Kosaka Y.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2022GL097791

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Assessing the influence of sea surface temperature and arctic sea ice cover on the uncertainty in the boreal winter future climate projections2022

    • 著者名/発表者名
      Cheung Ho-Nam、Keenlyside Noel、Koenigk Torben、Yang Shuting、Tian Tian、Xu Zhiqing、Gao Yongqi、Ogawa Fumiaki、Omrani Nour-Eddine、Qiao Shaobo、Zhou Wen
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 59 ページ: 433~454

    • DOI

      10.1007/s00382-022-06136-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitigating Climate Biases in the Midlatitude North Atlantic by Increasing Model Resolution: SST Gradients and Their Relation to Blocking and the Jet2022

    • 著者名/発表者名
      Athanasiadis Panos J.、Ogawa Fumiaki、Omrani Nour-Eddine、Keenlyside Noel、Schiemann Reinhard、Baker Alexander J.、Vidale Pier Luigi、Bellucci Alessio、Ruggieri Paolo、Haarsma Rein、Roberts Malcolm、Roberts Chris、Novak Lenka、Gualdi Silvio
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 35 ページ: 6985~7006

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0515.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 日本で発生する相対的に強い降水に占める大気の川事例の割合2022

    • 著者名/発表者名
      山田 将喜、釜江 陽一
    • 雑誌名

      天気

      巻: 69 ページ: 609~620

    • DOI

      10.24761/tenki.69.11_609

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variability and predictability of cold-season North Atlantic atmospheric river occurrence frequency in a set of high-resolution atmospheric simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Li Chuxuan、Mei Wei、Kamae Youichi
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 58 ページ: 2485~2500

    • DOI

      10.1007/s00382-021-06017-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Severe Cold Winters in East Asia Linked to First Winter of La Nina Events and in North America Linked to Second Winter2022

    • 著者名/発表者名
      Nishihira Gaku、Sugimoto Shusaku
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021GL095334

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal variations of net Kuroshio transport based on a repeated hydrographic section along 137°E2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Yuma、Kojima Atsushi、Murakami Kiyoshi、Nakano Toshiya、Sugimoto Shusaku
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 59 ページ: 1703~1713

    • DOI

      10.1007/s00382-021-06061-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cause of the Recent Tendency of Tropical Cyclones Approaching Coasts as Revealed by HighResMIP-PRIMAVERA Simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, F., S. Minobe, M., J., Roberts, R. Haarsma, D. Putrasahan, C. D. Roberts, E. Scoccimarro, L. Terray, and P. L. Vidale
    • 学会等名
      Mesoscale and Frontal-Scale Air-Sea Interactions Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] A non-negligible role of Arctic pathways for wintertime Pacific blocking2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, A., Martineau, P., Nonaka, M., Yamazaki, A., Nakamura, H., Taguchi, B., and Kwon, Y.-O
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Atlantic multidecadal sea surface temperature variability in the current and changing climate2022

    • 著者名/発表者名
      Ayako Yamamoto
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 冬季太平洋ブロッキングにおける海洋の役割2022

    • 著者名/発表者名
      山本絢子, Martineau, P.,野中正見., 山崎哲, 中村尚, 田口文明, and Kwon, Y.-O.
    • 学会等名
      海洋学会秋季大会2022
  • [学会発表] Importance of vertical motion for wintertime Euro-Atlantic blocking fuelled by the ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, A., Nonaka, M., Martineau, P., Yamazaki, A., Kwon, Y.-O., Nakamura, H., and Taguchi, B
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of mid-latitude Sea Surface Temperature Fronts on the Atmospheric Water Cycle and Storm Track Activity2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, F., T. Spengler
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 南太平洋亜熱帯域から熱帯域へのspiciness偏差の伝播経路とその成因2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 克徳; 岩井 悠馬
    • 学会等名
      海洋学会秋季大会2022
  • [学会発表] International Research Cooperations in Climatic Hotspot2 project2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tokinaga, Masami Nonaka, and Shoshiro Minobe
    • 学会等名
      海洋学会秋季大会2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The influence of the tropical Indian Ocean warming on the Western Pacific teleconnection pattern2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shiozaki, Hiroki Tokinaga, Masato Mori
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of the Pacific Decadal Oscillation in the HighResMIP-PRIMAVERA model simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Tokinaga, Shoshiro Minobe, Youichi Tanimoto, and Malcolm Roberts
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Reexamining the tropical Atlantic influence on ENSO in perfect model prediction experiments2022

    • 著者名/発表者名
      Ingo Richter, Yu Kosaka, Hiroki Tokinaga, and Shoichiro Kido
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Is equatorial Atlantic variability resurging?2022

    • 著者名/発表者名
      Ingo Richter, Hiroki Tokinaga, Yuko Okumura, and Noel Keenlyside
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 地球温暖化による東アジアにおける極端降水の増加に対する大気の川の寄与2022

    • 著者名/発表者名
      釜江陽一, 今田由紀子, 川瀬宏明, Wei Mei
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度春季大会
  • [学会発表] オホーツク海海氷面積の急変動をもたらす大気循環場の特徴2022

    • 著者名/発表者名
      釜江陽一, 植田宏昭, 井上知栄, 三寺史夫
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度春季大会
  • [学会発表] Atmospheric circulations associated with rapid sea-ice reductions in the Okhotsk Sea2022

    • 著者名/発表者名
      Kamae, Y., H. Ueda, T. Inoue, and H. Mitsudera
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] East Asian atmospheric rivers bring more frequent and intense extreme rainfall under global warming2022

    • 著者名/発表者名
      Kamae, Y., Y. Imada, H. Kawase, and W. Mei
    • 学会等名
      AOGS 19th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] East Asian atmospheric rivers bring more frequent and intense extreme rainfall under global warming2022

    • 著者名/発表者名
      Kamae, Y., Y. Imada, H. Kawase, and W. Mei
    • 学会等名
      Asian Conference on Meteorology 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding the physical processes governing the iris effect: Precipitation efficiency, upper-tropospheric stability, and possible roles of shallow convection2022

    • 著者名/発表者名
      Masunaga, H. and M. Ito
    • 学会等名
      3rd Pan-GASS Meeting Understanding and Modeling Atmospheric Processes
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observational assessment of radiative-convective feedbacks in the tropics2022

    • 著者名/発表者名
      Masunaga, H. and M. Ito
    • 学会等名
      ISSI Workshop: Challenges in Understanding the Global Water Energy Cycle and its Changes in Response to Greenhouse Gas Emissions
    • 国際学会
  • [学会発表] Process-level assessment of the iris effect over tropical oceans2022

    • 著者名/発表者名
      Masunaga, H. and M. Ito
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 冬季大規模大気場への黒潮大蛇行の影響2022

    • 著者名/発表者名
      杉本周作, 岡英太郎, Bo Qiu
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 招待講演
  • [学会発表] Does warmer-than-normal SST play a role in the JPCZ event in December 2021?2022

    • 著者名/発表者名
      Givo Alsepan, Shoshiro Minobe
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会
  • [学会発表] かつて無い2021年夏の北日本熱波とその全球的なリンケージ2022

    • 著者名/発表者名
      見延 庄士郎、小川 史明、榎本 剛、美山 透、中野 満寿男、関澤 偲温
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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