四次元変分法データ同化を用いた階層的逆解析によるエルニーニョ現象の解読

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18340139
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 淡路 敏之 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40159512)
• 研究分担者: 石川 洋一 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (70335298) ; 根田 昌典 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10273434)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: データ同化 / エルニーニョ / 予測 / 大気海洋フィードバック

研究概要

四次元変分法大気海洋結合データ同化の利点を最大限に活かした1990年代の再解析プロダクトならびに変動の要因を特定する上に有益な顕著現象の逆解析データを作成・併用して、太平洋熱帯域を対象に詳細解析を行った結果、再解析データの精度は通常のシミュレーション結果と比べ海面水温にして約2倍程度向上し、熱輸送量はENSO 現象に規定され顕著な経年変動を示すとともに、その変動はrecharge-discharge 理論に西風バースト効果を組み入れることにより、これまで未解明であった90 年代におけるエルニーニョ発生の多様性の一側面を説明できるという新知見を得た.具体的には、従来の理論では欠けていたoff-equator での赤道ロスビー波の西方伝播に伴う南北熱・水輸送の時間変動過程と西岸からの赤道ケルビン波の伝播による東向き熱・水輸送のinterplay を従前のリチャージ理論に組み入れれば、エルニーニョの振幅と周期が不規則になることを明らかにすることに成功し、関連論文は米国地球物理学連合のJ. Geophys. Res.から刊行されるやいなや、その週刊ダウンロード数は世界第4位であった.

研究成果

• [雑誌論文] High-resolution synthetic monitoring by a 4-dimensional variational data assimilation system in the northwestern North Pacific (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, Y., T. Awaji, T. Toyoda, T. InK. Nishina, T. Nakayama and S. Shima
  • 雑誌名: Journal of Marine System (in press)
• [雑誌論文] Ocean initialization for seasonal forecasting (2009)
  • 著者名/発表者名: Balmaseda, M., O. Alves, A. Arribas, T.Awaji, D. Beringher, N.Ferry, Y. Fujii,T. Lee, M.Reineker, T. Rosati and D.Stammer
  • 雑誌名: Oceanography (in press)
• [雑誌論文] Ocean state estimation for climate research (2009)
  • 著者名/発表者名: Lee, T., T. Awaji, M. Balmaseda, E. Greiner, M. Martin, and D. Stammer
  • 雑誌名: Oceanography (in press)
• [雑誌論文] A possible rolefor unstable coupled waves affected byresonance between Kelvin waves andseasonal warming in the development ofthe strong 1997-1998 El Nino (2009)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, T., S. Masuda, N. Sugiura, T.Mochizuki, H. Igarashi, M. Kamachi, Y.Ishikawa, and T. Awaji
  • 雑誌名: Deep-Sea Res. 1, 56 ページ: 495-512
• [雑誌論文] Temporalevolution of the equatorial thermoclineassociated with the 1991-2006 ENSO (2009)
  • 著者名/発表者名: Masuda, S., T. Awaji, T. Toyoda Y.Shikama, and Y. Ishikawa
  • 雑誌名: J. Geophys.Res.114 C03015 ページ: doi : 10.1029
• [雑誌論文] Possible oceanic feedback inextratropics in relation to the NorthAtlantic SST tripole, Geophys. Res (2009)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, T., T. Awaji and N. Sugiura
  • 雑誌名: 36, L05710 10 ページ: doi : 10.1029/2008GL036781
• [雑誌論文] 海洋環境変動の把握技術と水産資源変動解析に果たす役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐弘道、淡路敏之、豊田隆寛、増田周平、杉浦望実、佐々木祐二、一井太郎、秋山秀樹、畠山清
  • 雑誌名: 水産海洋研究 73(1) ページ: 34-35
• [雑誌論文] Summertimeevolution of decadal sea surfacetemperature anomalies in themidlatitude North Pacific (2008)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, T and T. Awaji
  • 雑誌名: Journal of Climate 21 ページ: 1569-1588
• [雑誌論文] Developmentof a four-dimensional variationalcoupled data assimilation system forenhanced analysis and prediction ofseasonal to interannual variations. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugiura N., T. Awaji, S. Masuda, T.Mochizuki, T. Toyoda, T. Miyama, H. Igarashi and Y. Ishikawa
  • 雑誌名: J.Geophys Res. 113, C10017 ページ: doi : 10.1029/2008JC004741
• [雑誌論文] Structured sun glitterrecorded in an aster along-track stereoimage of Nam Co Lake(TIBET) : Aninterpretation based on supercriticalflow over a lake-floor depression (2008)
  • 著者名/発表者名: J. P. Matthews, X. D. Yang, J. Shen and T. Awaji
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 113, C01019 ページ: doi : 10.1029/2007JC004204
• [雑誌論文] ARegional Ocean-Atmosphere Model forEastern Pacific Climate (2007)
  • 著者名/発表者名: Shang-Ping Xie, T. Miyama, Y. Wang, H.Xu, S. P. de Szoeke, R. J. Small, K.J.Richards, T. Mochizuki, and T. Awaji
  • 雑誌名: TowardsReducing Tropical Biases, Journal ofClimate 20 ページ: 1504-1522
• [雑誌論文] Asimple diagnostic calculation of marinestratocumulus cloud cover for use ingeneral circulation models (2007)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, T., T.Miyama and T.Awaji
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 112, D06113 ページ: doi : 1029/2006JD007223
• [雑誌論文] Improved coupled GCM climatologies for summer monsoon onset studies over Southeast Asia (2007)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, T., H.Igarashi, N.Sugiura, N.Ishida and T.Awaji
  • 雑誌名: Geophys.Res. Lett. 34, L01706 ページ: doi : 10.1029/2006GL027861
• [雑誌論文] Interannual variability of temperatureinversions in the subarctic NorthPacific (2006)
  • 著者名/発表者名: Masuda, S., T. Awaji, N. Sugiura,T.Toyoda, Y.Ishikawa and K.Horiuchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 33, L24610 ページ: doi : 10.1029/2006GL027865
• [雑誌論文] Enhanced ventilation in theOkhotsk Sea through tidal mixing at theKuril Straits (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., T. Toyoda, Y. Ishikawa and T. Awaji
  • 雑誌名: Deep Sea Res. 53 ページ: 425-448
• [学会発表] K7 OceanReanalysis Experiment by Using a 4D-VARData Assimilation System (2009)
  • 著者名/発表者名: Awaji,T., Shuhei Masuda, Nozomi Sugiura,Takahiro Toyoda, Hiromichi Igarashi,Yoichi Ishikawa, Yuji Sasaki
  • 学会等名: Internationalworkshop on the North Pacific Oceanobservation Strategy for carbon cycleand climate change
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20090302-04
• [学会発表] DEEP OCEANreanalysis experiment By using a4D-VAR adjoint method (2008)
  • 著者名/発表者名: Masuda, S., T. Awaji , N. Sugiura, T.Toyoda, H. Igarashi, Y. Sasaki, T.Kawano, and M. Fukasawa
  • 学会等名: Final GODAE symposium
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 20081212-15
• [学会発表] Application of ocean reanalysis to the diagnosis of two pelagic squid stocks (2008)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, H. (JAMSTEC), T.Awaji (KyotoUniv., FRCGC), N.Sugiura (FRCGC), S.Masuda (FRCGC), T.Toyoda (FRCGC), Y.Sasaki (FRCGC), T.Ichii (NRIFSF/FRA), H. Akiyama (SNFRI/FRA), K.Hatakeyama(JAMSTEC)
  • 学会等名: Final GODAE symposium
  • 発表場所: Nice
  • 年月日: 20081212-15
• [学会発表] 赤道アフリカ東部における降水量の年々変動と水蒸気輸送について (2008)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐弘道・淡路敏之
  • 学会等名: 日本気象学会2008 年度秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20081119-21
• [学会発表] assimilation experiment with a fully coupled GCM (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugiura, N., S.Masuda, T.Awaji, T.Toyoda, H.Igarashi, Y.Sasaki
  • 学会等名: Asia Oceania Geophysical Society
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Application of ocean dataassimilation to the diagnosis of neonflying squid and jumbo flying squidstock assessment (2008)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, H. (JAMSTEC), T.Awaji (KyotoUniv., FRCGC), N.Sugiura(FRCGC), T.Toyoda (FRCGC), Y.Sasaki (FRCGC), T.Ichii(NRIFSF/FRA), H.Akiyama(SNFRI/FRA), K.Hatakeyama(JAMSTEC)
  • 学会等名: Asia Oceania Geophysical Society
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080616-20
• [学会発表] Interannual variabilities ofeastern subtropical mode waters in theNorth and the South Pacific identifiedfrom reanalysis datasets obtained by4DVAR data assimilation (2008)
  • 著者名/発表者名: Toyoda,T., S.Masuda, N.Sugiura,H.Igarashi, Y.Sasaki, Y.Ishikawa, T.Awaji
  • 学会等名: Asia Oceania Geophysical Society
  • 発表場所: Busan
  • 年月日: 20080612-20
• [学会発表] National Presentation Japan (2008)
  • 著者名/発表者名: Kamachi, M and T. Awaji
  • 学会等名: IGST-XIII-2008-GODAE(Silver Spring/Washington DC)
  • 発表場所: U.S.A
  • 年月日: 20080601-05
• [学会発表] Four-dimensional variatinal coupled data assimilation (2007)
  • 著者名/発表者名: Awaji.T
  • 学会等名: AOGS 4th annual meeting
  • 発表場所: Bangkok
  • 年月日: 2007-08-03