気候変動に伴う赤道準2年振動の変化メカニズムの解明（国際共同研究強化）

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15KK0178
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 河谷 芳雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 統合的気候変動予測研究分野, 主任研究員 (00392960)
• 研究期間 (年度): 2016 – 2018
• キーワード: 赤道準2年振動 / 中層大気 / 予測可能性

研究実績の概要

水平解像度120km、鉛直解像度550m、モデル上端47kmにして、研究初年度に実験を完了したMIROC気候モデルデータを用いて、赤道準2年振動（QBO）の現在気候における再現性と、温暖化気候における変化、及び季節予報精度についての解析を継続して行った。
更にQBO気候モデル国際比較プロジェクト（QBOi）に参加している世界中の気候モデルを集めた、研究代表者のモデルはQBOiプロジェクトの中で、非定常重力波パラメタリゼーションを用いずともQBOを再現している唯一なモデルである為、マルチモデル比較の中で同パラメタリゼーションの不確実性を取り除いたQBO研究が唯一可能な仕様となる。
研究代表者はQBOiプロジェクトの主要メンバーとして、関連する研究者と定期的なテレビ会議を継続し、最初の論文が出版され（Butchart et al. 2018）、更にQBOモデル再現性比較、温暖化時のQBOi変化、赤道域大気波動の再現性、QBOを介した遠隔影響の評価、QBOの季節予報可能性、に関する5本の国際共同論文の執筆を開始した。温暖化時のQBO変調について、下部成層圏で振幅が弱くなることは全てのモデルで見られ、申請者の先行研究（Kawatani et al. 2011, 2012, 2013）と整合的であった。一方で温暖化時のQBO周期はモデル間相違が大きく、重力波パラメタリゼーションの扱いに強く依存することが分かった。QBO季節予報再現性は、同パラメタリゼーションのチューニングをし、現実的なQBO周期を再現しているモデルほど良いこと、またQBO東風位相より西風位相を初期値とした方が再現性が良いモデルが多いことが判明した。

研究成果

• [国際共同研究] Oxford大学(英国) (2016)
  • 年月日: 2016-06-02 – 2017-02-01
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Oxford大学
  • 主な海外共同研究者名: Lesley J. Gray
  • 部局: Department of Physics
  • 職名: Professor
• [雑誌論文] The Effects of a Well-Resolved Stratosphere on the Simulated Boreal Winter Circulation in a Climate Model (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawatani Yoshio、Hamilton Kevin、Gray Lesley J.、Osprey Scott M.、Watanabe Shingo、Yamashita Yousuke
  • 雑誌名: Journal of the Atmospheric Sciences 巻: 76 ページ: 1203～1226
  • DOI: 10.1175/JAS-D-18-0206.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of equatorial wave activity in the tropical tropopauselayer and stratosphere represented in reanalyses (2019)
  • 著者名/発表者名: Kim Young-Ha、Kiladis George N.、Albers John R.、Dias Juliana、Fujiwara Masatomo、Anstey James A.、Song In-Sun、Wright Corwin J.、Kawatani Yoshio、Lott Fran?ois、Yoo Changhyun
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 巻: - ページ: 1～36
  • DOI: doi.org/10.5194/acp-2019-110
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Description and basic evaluation of simulated mean state, internal variability, and climate sensitivity in MIROC6 (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Hiroaki, T. Ogura, T. Nitta, Y. Komuro, K. Ogochi,T. Takemura, K. Sudo, M. Sekiguchi, M. Abe, F. Saito, M. Chikira, S. Watanabe, M. Mori, N. Hirota, Y. Kawatani, T. Mochizuki, K. Yoshimura, K. Takata, R. Oichi, D. Yamazaki, T. Suzuki, M. Kurogi, T. Kataoka, M. Watanabe, M. Kimoto
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development Discussions 巻: - ページ: 1～92
  • DOI: 10.5194/gmd-2018-155
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] The influences of El Nino and Arctic sea-ice on the QBO disruption in February 2016 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirota N.、Shiogama H.、Akiyoshi H.、Ogura T.、Takahashi M.、Kawatani Y.、Kimoto M.、Mori M.
  • 雑誌名: npj Climate and Atmospheric Science 巻: 1 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41612-018-0020-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 成層圏が対流圏循環に及ぼす影響：MIROC-AGCMモデルを用いた考察 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawatani Yoshio、Hamilton Kevin、Gray Lesley J.、Osprey Scott M.、Watanabe Shingo、Yamashita Yousuke
  • 学会等名: 地球流体力学研究集会
• [学会発表] The Quasi-biennial Oscillation Modulation by the El Nino Southern Oscillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawatani, Y., K. Hamilton, K. Sato, T. J. Dunkerton, S. Watanabe, K. Kikuchi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] The Quasi-biennial Oscillation Modulation by the El Nino Southern Oscillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawatani, Y., K. Hamilton, K. Sato, T. J. Dunkerton, S. Watanabe, K. Kikuchi
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ENSO modulation of the QBO: Results from MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawatani, Y., K. Hamilton, K. Sato, T. J. Dunkerton, S. Watanabe, K. Kikuchi
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] The Effects of a Well-Resolved Stratosphere on the Simulated Boreal Winter Circulation in a Climate Model (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawatani Yoshio、Hamilton Kevin、Gray Lesley J.、Osprey Scott M.、Watanabe Shingo、Yamashita Yousuke
  • 学会等名: AGU fall meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Hindcasts of the 2016 Disruption of the Stratospheric QBO (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Watanabe, Kevin Hamilton, Scott Osprey, Yoshio Kawatani, Eriko Nishimoto
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] Hindcasts of the 2016 Disruption of the Stratospheric QBO (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Watanabe, Kevin Hamilton, Scott Osprey, Yoshio Kawatani, Eriko Nishimoto
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 15th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Hindcasts of the 2016 Disruption of the Stratospheric QBO (2018)
  • 著者名/発表者名: Shingo Watanabe, Kevin Hamilton, Scott Osprey, Yoshio Kawatani, Eriko Nishimoto
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] How well do reanalyses represent the Quasi-Biennial Oscillation? (2018)
  • 著者名/発表者名: Gray Lesley, Anstey James, Yoshio Kawatani, Young-Ha Kim, Lu Hua, Wright Corwin, Kiladis George
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] The influences of El Nino and Arctic sea-ice on the QBO disruption in February 2016 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagio Hirota, Hideo Shiogama, Hideharu Akiyoshi, Tomoo Ogura, Masaaki Takahashi, Yoshio Kawatani, Masahide Kimoto, Masato Mori
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Coordinated multi-model simulations of the quasi-biennial oscillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Andrew BUSHELL, Scott OSPREY, ANSTEY James, Neal BUTCHART, HAMILTON Kevin, Yoshio KAWATANI, Jadwiga RICHTER
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Quasi-biennial oscillation in a warming climate, part 1: Overview & metrics (2018)
  • 著者名/発表者名: Jadwiga RICHTER, Neal Butchart, Yoshio Kawatani, Andrew BUSHWELL, Osprey Scott
  • 学会等名: SPARC General Assembly 2018
  • 国際学会
• [備考] Yoshio Kawatani
  • URL: https://sites.google.com/site/yoshiokawatani/