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2019 年度 実績報告書

等温位/等密度座標に基づく大気/海洋大循環の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H02129
研究機関東北大学

研究代表者

岩崎 俊樹  東北大学, 理学研究科, 特任教授 (80302074)

研究分担者 小林 ちあき  気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (20354459)
山崎 哲  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 研究員 (20633887)
相木 秀則  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (60358752)
高谷 康太郎  京都産業大学, 理学部, 教授 (60392966)
須賀 利雄  東北大学, 理学研究科, 教授 (70211977)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード気候変動 / 加重付等温位面平均 / 加重付等密度面平均 / 寒気流出・コールドサージ / 亜熱帯モード水 / 波動平均流相互作用
研究実績の概要

気候モデルによる気候変動予測結果について寒気流出解析を行い、冬半球の寒気の将来変化を明らかにした。これまでの観測データでは高緯度から中緯度への寒気流出の減少傾向は不明瞭であったが、気候予測では2050年頃には明瞭になると予測される。
現実大気における北半球の大規模な寒気流出について、ブロッキングとの関係や低緯度領域への流出経路などを統計的に調査した。ブロッキングの同定手法を高度化し、発生場所や形態に多様性があるブロッキングを高精度で検出できるようになった。また、EUパターンは波動平均流相互作用を通じて中高緯度の直接循環を駆動し、東アジアでの寒気流出を強化している。寒気流出現象は亜熱帯や熱帯にも影響することがあり、顕著な南北間相互作用の重要なチャネルになっている。南北間相互作用をコントロールする因子を調べた。更に、当該解析手法をメソスケール現象の解析にも適用し、前線構造や前線性降雨の形成の理解に有効であることを確認した。
移動性のロスビー波を対象とする、等温位面座標系における3次元「波の活動度」保存則及び変形されたオイラー平均(Transformed Eulerian Mean;TEM)方程式系の導出に成功した。これにより、移動性ロスビー波束伝播とその基本流への影響、そして大気循環のラグランジュ的運動のそれぞれの3次元構造を、等温位面上でより定量的に評価する事が可能となった。
季節風に駆動される海洋表層の波動について気候学的なエネルギー循環像をインド洋と大西洋について明らかにした。エネルギーフラックスにヘルムホルツ分解を施して、収束発散場に対応するフラックスポテンシャルの分布を得ることで風強制と西岸消散それぞれが重要な海域を割り出すことに成功した。今後、フラックス流線関数は、経年変動を解析する指標として活用する。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Cold Surge Pathways in East Asia and Their Tropical Impacts2021

    • 著者名/発表者名
      Abdillah Muhammad Rais、Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki、Matsumoto Jun
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 ページ: 157~170

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-20-0552.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Systematic Error in Numerical Weather Prediction of Coastal Fronts in Japan's Kanto Plain2021

    • 著者名/発表者名
      SUZUKI Kento、IWASAKI Toshiki、YAMAZAKI Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      巻: 99 ページ: 27~47

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Planetary Wave Modulations Associated with the Eurasian Teleconnection Pattern2021

    • 著者名/発表者名
      MAEDA Shuhei、TAKEMURA Kazuto、KOBAYASHI Chiaki
    • 雑誌名

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      巻: 99 ページ: 449~458

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Southward cold airmass flux associated with the East Asian winter monsoon: Diversity and impacts2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Qian、Chen Guixing、Wang Lin、Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 ページ: 3239~3254

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-20-0319.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Future Reductions in Polar Cold Air Mass and Cold Air Outbreaks Revealed From Isentropic Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Kanno Yuki、Iwasaki Toshiki
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019GL086076

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Life Cycle of Annual Waves in the Indian Ocean as Identified by Seamless Diagnosis of the Energy Flux2020

    • 著者名/発表者名
      Li Zimeng、Aiki Hidenori
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019GL085670

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Climatological Horizontal Pattern of Energy Flux in the Tropical Atlantic as Identified by a Unified Diagnosis for Rossby and Kelvin Waves2020

    • 著者名/発表者名
      Song Qingyang、Aiki Hidenori
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 125 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019JC015407

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term trends and impacts of polar cold airmass in boreal summer2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Qian、Chen Guixing、Iwasaki Toshiki
    • 雑誌名

      Environmental Research Letters

      巻: 15 ページ: 084042~084042

    • DOI

      10.1088/1748-9326/ab986d

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Future Projection of Extreme Heavy Snowfall Events With a 5‐km Large Ensemble Regional Climate Simulation2019

    • 著者名/発表者名
      Sasai T.、Kawase H.、Kanno Y.、Yamaguchi J.、Sugimoto S.、Yamazaki T.、Sasaki H.、Fujita M.、Iwasaki T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 124 ページ: 13975~13990

    • DOI

      10.1029/2019JD030781

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Three Dimensional Mass-Weighted Isentropic Time Mean Equation for Rossby Waves2019

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Takenari、Takaya Koutarou、Iwasaki Toshiki
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 15 ページ: 193~197

    • DOI

      10.2151/sola.2019-035

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Isentropic analyses of the polar cold airmass and its outbreaks2019

    • 著者名/発表者名
      T. Iwasaki、 Y. Kanno、 M. R. Abdillah
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Future changes in polar cold air mass and cold air outbreaks in the Northern and Southern Hemispheric winter2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and T. Iwasaki
    • 学会等名
      27th International Union of Geodesy and Geophysics general assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] Brewer-Dobson circulation diagnosed from reanalysis datasets2019

    • 著者名/発表者名
      Chiaki KOBAYASHI、 Toshiki IWASAKI
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 16th Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The life-cycle of annual waves in the tropical Pacific Ocean as identified by a seamless diagnosis for the energy flux2019

    • 著者名/発表者名
      H. Aiki
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble Forecast Sensitivity to Observations (EFSO) technique for global observing system experiments (OSEs)2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamazaki、 Takemasa Miyoshi、 Takeshi Enomoto、 Nobumasa Komori、 Jun Inoue
    • 学会等名
      ECMWF Workshop: Observational campaigns for better weather forecasts
    • 国際学会
  • [学会発表] The selective absorption mechanism for the maintenance of a summertime blocking: A case study2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamazaki、 Hisanori Itoh、 and Hiroaki Naoe
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会小倉特別講義
  • [学会発表] 季節風から年周期表層波動へのエネルギー入力の見積もり2019

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 温位座標に基づく大気エネルギーサイクルの将来変化2019

    • 著者名/発表者名
      菅野湧貴、岩崎俊樹
    • 学会等名
      日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 寒気質量の蓄積・放出と大気ブロッキング発生頻度との関係2019

    • 著者名/発表者名
      山崎哲、菅野湧貴
    • 学会等名
      日本海洋学会2019年度秋季大会
  • [学会発表] 熱帯太平洋の表層季節波動のライフサイクル解析2019

    • 著者名/発表者名
      相木秀則
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
  • [学会発表] 新潟での局所降雪分布と亜寒帯・亜熱帯ジェット変動及びブロッキングとの関係2019

    • 著者名/発表者名
      山崎哲、本田明治、川瀬宏明
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
  • [学会発表] 2018年の北半球中緯度高温偏差2019

    • 著者名/発表者名
      小林ちあき、石川一郎
    • 学会等名
      第15回「異常気象と長期変動」(異常気象研究会
  • [学会発表] 「熱帯と中高緯度の力学の「結合」」2019

    • 著者名/発表者名
      高谷康太郎
    • 学会等名
      梅雨前線研究ワークショップ
  • [図書] ニュース・天気予報がよくわかる気象キーワード事典2019

    • 著者名/発表者名
      筆保 弘徳、山崎 哲、中村 哲、安成 哲平、吉田 龍二、釜江 陽一、下瀬 健一、大橋 唯太、堀田 大介
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      ベレ出版
    • ISBN
      978-4-86064-591-5

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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