大気大循環におけるブロッキングの数値実験と異常気象の研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09640518
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 田中 博 筑波大学, 地球科学系, 講師 (70236628)
• キーワード: ブロッキング高気圧 / 大気大循環 / 長期予報 / 異常気象 / 2次元乱流 / 逆カスケード / 長周期変動 / カオス

研究概要

異常気象の解析や大気の長周期変動の解明は、長期予報における重要な研究課題である。異常気象や長周期変動の研究の鍵を握っているのが、ブロッキング高気圧形成にかかわる謎であり、もし、ブロッキングが短期予報のように予報できるとすれば、それは画期的なブレイクスルーであるとも言われ続けてきた。本研究では、申請者が開発してきた全球3次元スペクトルモデルを用いて、できるかぎりシンプルなモデルにより現実的なブロッキングを再現することに成功し、その成果を気象庁数値予報課やアメリカ気象局予報研究課にて、招待講演として発表した。本研究におけるモデルの特徴は大気の3次元構造を予報するのではなく、大気の鉛直平均を予報するというものである。そのために、大気の順圧-傾圧相互作用のパラメタライゼーションを行なっている。大気を支配する力学方程式は2次元乱流の特徴に従い、モデル内のエネルギーの流れは逆カスケードを起こす。つまり、小さいスケールの乱れが順次結合しあって、大きな渦に成長する。このようなモデルでは、初期のランダム誤差が拡大するのではなくむしろ縮小してしまう、という注目すべき性質を見いだした。この発見は今後の長期予報研究に重要な意味を持つことになるであろう。大気の順圧成分は長周期変動の分散の大部分を占めることが知られており、このようなモデルを用いた研究は今後一層発展する可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] Hasegawa,A., H.L.Tanaka,Hirakuchi, and S.Taguchi,: "Comparative energetics analysis of CCM2 with differenct horizontal resolutions." Climate Dynamics. 13. 521-532 (1997)
• [文献書誌] Tanaka,H.L.: "Evaluation of the global heating field in the atmosphere using the NCEP reanalysis." Proc.of the Intl.Workshop on Global Change and Terrestrial Environment in Monsoon Asia. Special Research Project on Global Environmental Change of the University of Tsukuba. 172-175 (1997)
• [文献書誌] Tanaka,H.L.: "Comparative study of vertical motions in the atmosphere evaluated by various schemes." Proc.in WCRP First International Conference on Reanalyses.27-31 October. 1-4 (1997)
• [文献書誌] 田中博、早崎将光、安成哲三: "1993/94年夏の日本付近における異常気象の熱収支解析" 気象研究ノート. 189号. 97-125 (1997)
• [文献書誌] Tanaka,H.L. and Kazuo Kimura: "Time series analysis of natural variability in barotropic energy of the atmosphere with ECMWF global analysis." J.Meteor.Soc.Japan,(Accepted).(1998)
• [文献書誌] Tanaka,H.L. and D.Nohara: "A New method of extending predictability of the medium-range weather prediction beyond the two-week barrier of chaos." Proc.11^<th> Conf.Atmos.Ocean fluid Dynamics. 174-178 (1997)
• [文献書誌] Tanaka,H.L. and A.Hasegawa: "Comparative energetics analysis of climate models with high and low reoslutions. ACCESSING CLIMATE CHANGE : RESULTS FROM THE MODEL EVALUATION CONSORTIUM FOR CLIMATE ASSESSMENT. Chap.4," Gordon and Breach Science Publishers, 418 (1997)