| 研究課題/領域番号 |
17K05661
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
望月 崇 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 気候モデル高度化研究プロジェクトチーム, 主任研究員 (00450776)
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| 研究分担者 |
森 正人 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (00749179)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 気候モデリング / 十年規模気候変動 / 熱帯低気圧 / ペースメーカー実験 / データ同化 / 地球温暖化 / 気候予測 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、気候モデルのペースメーカー実験と熱帯低気圧活動の巧みな検出手法という二つの特色ある技術を融合することによって、西太平洋の大規模気候と同時に熱帯低気圧活動の十年変動プロセスの統合的理解を目指している。初年度は、大規模気候と熱帯低気圧活動のそれぞれにおいてインパクト解析をおこない、国内外の学会や研究集会などで成果公表した。
大規模気候解析については、各種ペースメーカー実験データと観測データの比較検討をおこない、熱帯太平洋の大規模大気海洋変動に対して大洋を跨ぐようなインパクトやその変動物理を探求した。特に、大西洋の数年規模気候変動に注目したインパクト解析をおこない物理的解釈を試みた。大西洋からの影響については、一般的に、経年もしくは十年から数十年といった他の時間スケールでの理解は進みつつあり数年規模はそのはざまにあたる。他の時間スケールとの比較検討をおこない、その変動物理は短い時間スケールと長い時間スケールの双方と部分的に共通する点があることを見つけた。これと並行して、気候モデル出力から熱帯低気圧を捕捉する手法について、各種ペースメーカー実験データに適用した結果を検証して、本研究課題遂行における有効性を確認した。検証解析ではインド洋や大西洋から西太平洋の熱帯低気圧活動に対するインパクトの存在をとらえた。同時に、それら標準実験データと物理解釈を助けるために実施した派生実験データとの間にはインパクトの有無に違いを見つけ、今後の熱帯低気圧活動に対するインパクトの物理的解釈を試みる上でこれら派生実験データの有用性も確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
大西洋での数年規模気候変動に焦点を絞り、太平洋の大規模大気海洋変動に対するインパクト解析と変動物理の解釈に到達した。大西洋数十年規模振動にまつわるような十年から数十年規模のインパクトにみられるように、ウォーカー循環の変化を伴う太平洋上の貿易風変化から赤道太平洋の気候場が影響を受けることに加えて、エルニーニョ現象程度の経年規模のインパクトにみられるように、亜熱帯太平洋の海上風変化もみられて、それら両方の変化が西太平洋を含む太平洋の広い範囲の気候変化に影響するようすをとらえた。ターゲットに据える時間スケールは、熱帯低気圧活動の長期的な変調を理解する上で重要な要素になりうることを示している。
また、予備的に構築した熱帯低気圧活動データセットに対して、熱帯低気圧発生数の年々変動における統計的性質の観点から、本研究課題におけるデータの有用性を実証した。熱帯太平洋ではなくインド洋域の水温観測データのみを気候モデルに融合した場合でも、太平洋の熱帯低気圧活動の変化を現実的に再現できることは、インド洋からのリモートな影響の存在を示すものである。一方で、大西洋からの影響は全般的に不明瞭であったが、大西洋に卓越する中長期変動成分の影響を取り除いた仮想的な派生実験では、太平洋の熱帯低気圧活動にある程度の関連性がみられた。大西洋からのインパクトについて即座に物理プロセスを同定するのは容易でないが、派生実験も含めてとらえると、その理解には時間スケールの違いがひとつの鍵になるのかもしれない。これは大規模気候場に対する大西洋からのインパクト解析の結果にも通じるものであり興味深い。
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| 今後の研究の推進方策 |
熱帯低気圧活動の統計的性質について予備的な解析結果も念頭におきながら、派生実験も含めてペースメーカー実験間の差異を整理して、大規模な大気海洋変動のインパクト解析を発展させる。これにあたり、太平洋の大規模大気海洋変動のなかでも、熱帯低気圧活動に特に深く関わるであろう西太平洋により多くの注意を払う。また、変動の時間スケールを勘案すれば海洋が大きな役割を果たすことは間違いないだろうが、大気の変動についてもインパクト解析を施して、大気海洋変動としての理解を深める。
熱帯低気圧活動をとらえる手法のペースメーカー実験結果に対する有用性は確認された。これを適用して熱帯低気圧活動データセットの構築を完了させる。そのデータセットに対して、十年平均場や十年トレンドを題材として検証解析をおこなう。インパクト解析では物理的解釈を目指して、季節によるばらつきやアンサンブルメンバーによるばらつき、また空間分布など多様な切り口で把握を試みる。こうして得られた西太平洋気候と熱帯低気圧活動それぞれで捕捉したインパクトやそれにまつわる物理プロセスの知見を突き合わせて、大規模な大気海洋変動のどのような変化が熱帯低気圧活動の変化につながっていくか、大洋間結合の視点からの統合的プロセス理解を目指していく。成果は、国内外の学会や研究集会などで発表するとともに投稿論文にまとめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
解析計算機サーバに接続された既存の大容量データストレージを継続して使用できたので、予定していたストレージの新規購入はその管理保守コストを勘案して控えた。一方で、既存のストレージは耐用年数に近づき運用に不安定さがみられるようになってきている。数値実験の加工データや対応する観測データを整備して効率的な解析研究を実施するためにも、容量と費用を再検討しながら、新規データストレージを導入予定である。
一方、国内外での学会や国際的な研究集会を効率よく利用して研究成果を発表することで旅費を抑えることができた。予測や変動物理など十年気候変動全般を議論するような包括的な講演の一部として本研究課題の成果を国内学会・国際学会で発表することができたほか、旅費などが先方負担される招待講演を利用して国際学会で成果公表した。今後も国際的な研究成果発表をおこなうために、学会や研究集会にかかわる旅費や参加費、さらに英文校閲や投稿料などの論文投稿にかかわる費用に充てる。また、こうした解析計算や研究成果発表の資料作成のために、既存ソフトウエアを最新に保つほか、利便性の高いソフトウエアを導入するためにも使用する。
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