研究課題
大気海洋結合モデルや氷床モデル、植生モデル、海洋物質循環モデル、同位体モデルに関して、過去150万年の氷床や気候、海洋のシミュレーションにとって必要な開発改良課題に取り組み、古気候指標と直接比較可能にするモデリング体制作りを開始した。これまでに実施した北半球氷床の過去40万年の計算を過去80万年に拡張した。氷期から間氷期への移行の条件と考えられる地球軌道要素や二酸化炭素濃度を変化させ、氷床と気候の計算を実施することで、それぞれの役割の時代による違いを定量化する。更に、過去150万年のモデリングに着手し、約100万年前に氷期サイクルが4万年周期から10万年周期へ遷移した原因とメカニズムに迫る為の様々な感度実験を計画し、実験を開始した。最終退氷期を含む複数の退氷期において連続的非定常の実験をMIROCを用いて行い、退氷期における氷床-海洋-大気の相互作用についての感度実験を実施した。その結果、北大西洋での風と海氷の相互作用が海洋深層循環と気候の維持に重要であることがわかった。また最終退氷期については、IcIES-MIROCを用いて北大西洋へ流入する氷床融解水のシナリオを調べ、MIROCに与える氷床融解水量を様々に変える実験を行った。氷床と海洋、気候の相互作用を分析することで、様々な問題を解明している途中である。平均気候の決定条件である二酸化炭素濃度や軌道要素を変化させる感度実験を多数実施し、振動の発生や維持の条件を詳細に調べた。深層循環やグリーンランドの気温、中低緯度の降水量について振動の2つのモードを解析するとともに、海洋炭素循環モデルによって海水中の炭素同位体を計算し、データとの直接比較を行った。海洋深層循環の外的要因に対する応答の性質をその多重構造に着目して解き明かすため、様々な二酸化炭素濃度や軌道要素の条件下で、淡水流入を増減させる実験を実施した。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画通りに概ね進んでいる。
過去80万年や150万年のモデリングに拡張した北半球氷床の長期計算を継続し、氷期サイクルが4万年周期から10万年周期へ遷移した原因に迫る為の様々な感度実験を実施する。退氷期における氷床-海洋-大気の相互作用について、MIROCを用いた複数の退氷期における連続的非定常実験を継続する。特に最終退氷期における急激な海洋循環の停止と北半球寒冷化の再現のために行った北大西洋へ流入する氷床融解水量を様々に変える実験を継続して解析を進め、急激な気候変化が退氷期の引き金なのか結果なのかを解明する。平均気候の決定条件である二酸化炭素濃度や軌道要素を変化させる感度実験を継続し、振動の発生や維持の条件を詳細に調べ、最終氷期の気候システムの変動の理解を進める。さらに引き続き、深層循環やグリーンランドの気温、中低緯度の降水量について振動の2つのモードを解析するとともに、データとの直接比較などより高度化したモデル・データ比較に向けて同位体モデルや海洋炭素循環モデルによる降水の水同位体比や海水中の炭素同位体の計算を試行する。また、これまでの二酸化炭素濃度、軌道要素、淡水流入の変化に対する感度実験を継続し、海洋深層循環の外的要因に対する応答の性質を、その多重構造の観点から解明する。数値実験とモデル・データ比較による解釈を進め、過去150 万年間の氷期サイクルについてと、急激な気候変動の起こる条件について論文にまとめる。モデル・データ比較をより高度化する一環として、150万年間の氷床コア掘削のための基盤地形調査を行う。さらに、より現実な北半球氷床モデルについて検討し、急激な気候変動に関わる氷床と海洋の関係を分析する。数値実験結果と古環境データとの整合性を総合的に調べつつ、氷床―海洋―大気相互作用を含む気候システムの特性を検討する。
すべて 2018 2017 その他
すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 6件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 16件、 招待講演 5件) 備考 (1件)
The Cryosphere
巻: 12 ページ: 1433～1460
10.5194/tc-12-1433-2018
Nature
巻: 553 ページ: 39～44
10.1038/nature25152
低温科学
巻: 76 ページ: 179～186
Science Advances
巻: 3 ページ: e446～446
10.1126/sciadv.1600446
巻: 547 ページ: E16～E17
10.1038/nature22803
Journal of Climate
巻: 30 ページ: 3473～3497
10.1175/JCLI-D-15-0908.1
Climate Dynamics
巻: 49 ページ: 3457～3472
10.1007/s00382-017-3523-2
Journal of Hydrometeorology
巻: 18 ページ: 2923～2936
10.1175/JHM-D-16-0105.1
Geoscientific Model Development
巻: 10 ページ: 4035～4055
10.5194/gmd-10-4035-2017
巻: 10 ページ: 3979～4003
10.5194/gmd-10-3979-2017
Analytical Chemistry
巻: 89 ページ: 11846～11852
地球化学
巻: 51 ページ: 135-152
Geochimica et Cosmochimica Acta,
巻: 208 ページ: 354～367
巻: 202 ページ: 21～38
Geophysical Research Letters
巻: 44 ページ: 4235~6243
10.1002/2016GL072212
Scientific Data
巻: 4 ページ: 170088～170088
10.1038/sdata.2017.88
https://www.nipr.ac.jp/info/notice/20180307.html,http://www.u-ryukyu.ac.jp/univ_info/announcement/data/press2018030701.pdf
