大気・海洋における数十年規模変動の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454130
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木本 昌秀 東京大学, 気候システム研究センター, 助教授 (30262166)
• 研究分担者: 沈 学順 東京大学, 気候システム研究センター, 助手 (40272538)
• キーワード: 十年規模変動 / 大気海洋結合モデル / 海洋表層水温

研究概要

1. 1950年から1997年までの各月について、1ﾟ×1ﾟ、鉛直15層の全球的な海洋上層水温データセットを作成した。3次元変分法に基づく客観解析スキームを開発し、さらに、解析精度の見積りも行った。用いたデータは、米国地球流体研究所、気象庁などで収集された表層水温電報、熱帯太平洋のTOGA-TAO係留ブイネットワークなどからのデータ、および海面水温で、現在入手可能なデータをほぼ網羅している。既存の年平均データセットとの比較により、海洋内部の波動伝播等について今回のものの優位性が確認できた。
2. 中緯度海洋風成循環と大気海洋間の相互作用を取り入れた十年振動の力学モデルを構築し、個別プロセスの役割について考察した。中緯度の大気海洋相互作用の振動モード維持に果たす役割、海洋内部における力学的調節過程と平均海流による移流の相対的な重要性(大西洋では後者の方が卓越、太平洋は同程度)、短周期の大気ノイズによる結合振動モードの共鳴増幅、など種々の重要な結論を得た。
3. 観測データで見られる熱帯海洋と中緯度海洋の十年スケール変動における見かけ上の同期について、熱帯から中緯度へは大気のテレコネクション(対流活発化にともなうハドレー循環〜北向き運動量輸送の強化)、中緯度から熱帯へは、風の回転成分に誘起された海洋内部のロスビー波による熱帯への蓄熱ー放熱過程が重要ではないか、との示唆を、1.のデータ、結合大循環モデル、簡単化した2種の力学モデル等複数のソースから得た。今後より詳細を検討してゆく。
4. 大気ー海洋混合層結合モデルを用いて、熱帯海面水温の中緯度への影響、中緯度における大気海洋相互作用の役割についての数値実験を行った。太平洋だけでなく、大西洋でも中緯度大気海洋結合系は熱帯の影響を受ける。しかし、強制ー応答、という単純な因果関係でなく、特定の変動モードの選択的な増幅、という形で起こることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Watanabe, M., and T.Nitta: "Decadal changes in the atmospheric circulation and associated surface climate variations in the Northern Hemisphere winter" J.Climate. 12. 494-510 (1999)
• [文献書誌] Watanabe, M., and T.Nitta: "Relative impacts of snow and sea surface temperature anomalies on an extreme phase in the winter atmospheric circulation" J.Climate. 11. 2837-3857 (1998)
• [文献書誌] Watanabe, M., M.Kimoto, M.Kachi, and T.Nitta: "A comparison of decadal climate oscillations in the North Atlantic detected in obsertvations and a coupled GCM" J.Climate. (in press). (1999)
• [文献書誌] 可知美佐子, 新田勍: "海洋上層水温客観解析データセットを用いた太平洋10年規模変動の研究" 月刊海洋. 29. 649-654 (1997)
• [文献書誌] 木本昌秀: "環太平洋大気海洋結合変動の理解にむけて" 気候システム研究叢書. 3. 189-195 (1998)
• [文献書誌] 渡部雅浩, 木本昌秀, 新田勍, 可知美佐子: "北大西洋10年規模変動-観測とモデル-" 気候システム研究叢書. 3. 197-209 (1998)