北西太平洋・東アジア域における十年規模気候変動の特定とメカニズムの研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01278
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小坂 優 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (90746398)
• 研究分担者: 中村 尚 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10251406) ; 久保田 尚之 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (40359211)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: エルニーニョ・南方振動 / 熱帯太平洋十年規模変動 / インド洋-西太平洋キャパシターモード / シルクロードパターン / 地球温暖化

研究実績の概要

エルニーニョ・南方振動 (ENSO) がその発達年の翌夏に東アジア・北西太平洋域にもたらす大気循環偏差についてエルニーニョ・ラニーニャ非対称性を発見し、ENSO発達期と衰退期の気候影響の違いとエルニーニョ・ラニーニャの時間発展の非対称によってそれが概ね説明できることを示した。またこのENSOの遅延影響メカニズムのレビューを執筆した (業績は2020年度の実績報告書に記載予定)。これらの熱帯経年変動に伴う北西太平洋気候変動の長期変調を解析するためのデータレスキューも推進した。
並行して、2018年夏季に日本列島を襲った豪雨と引き続く熱波に関連した研究を進めた。熱波の主因であったシルクロード遠隔影響パターンが地球温暖化に伴って弱化することを大規模アンサンブルシミュレーションデータセット「d4PDF」から見いだし、その要因を調査した。またこれらの極端気象をもたらした大気循環や、豪雨をもたらした水蒸気収束に対する日本周辺の海面水温偏差の寄与を評価した論文に貢献した。
冬季東アジアの異常気象については、北極海氷変動に伴うユーラシア大気循環変動について、大気-海洋-海氷相互作用の実態とそれによる増幅効果を調査した論文に貢献した。さらに、この北極海氷変動に対する熱帯太平洋十年規模変動の遠隔影響について、気候モデルを用いてエネルギー収支に基づいた北極域での局所増幅メカニズムを見いだした。
この他、前年度に行った梅雨前線特定手法とそれに基づく梅雨前線変動メカニズムの研究について学会発表を行い、論文執筆を進めた。また数十年規模気候変動の指標、冬季北太平洋振動の気候モデル再現性、2019年夏季の北太平洋における海洋熱波、近年起こった地球温暖化の十年規模停滞とも関連する北半球冬季の海陸間気温十年規模変動の寄与についての国際共著論文にそれぞれ貢献し受理された（論文業績は2020年度の実績報告書に記載予定）。

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

2018年夏に発生した西日本豪雨と引き続く記録的な熱波を受け、当初の予定を修正し、これらの異常気象に関連した気候変動とその長期変調の解析を始め、それらがまとまった研究となり、国内外での学会発表や英文での査読付き論文投稿に至るなど、大きく進展した。一方で、熱帯太平洋・インド洋海洋変動に伴う北西太平洋気候変動に関しても2019年度より研究を進めており、ENSO発達年と衰退年の気候影響の非対称性など、長期変調のメカニズム理解の基礎となる解析結果を得ている。以上から、課題全体として概ね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

これまでの研究成果をとりまとめ学会で発表し、国際誌に投稿する。特に梅雨前線特定とその経年変動については論文の執筆を進めており、またシルクロードパターンの長期変調については発表予定だった国際学会が中止となったが、別の発表機会を見つけて発表し、また論文執筆を進める。
ENSOによる東アジア・北西太平洋への夏季気候影響については、ENSO発達期と衰退期の違いとこれに基づくエルニーニョ・ラニーニャの非対称な影響メカニズムについても論文の執筆を進めている。さらにこの成果に基づいて、夏季北西太平洋・東アジア域の大気循環変動の数十年規模変調の解析を、データレスキューにより得られた過去データも用いつつ推進する。

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学スクリプス海洋研究所/コロラド大学/海洋大気庁(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: カリフォルニア大学スクリプス海洋研究所/コロラド大学/海洋大気庁
• [国際共同研究] 中国科学院大気物理研究所/中国海洋大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国科学院大気物理研究所/中国海洋大学
• [国際共同研究] ベルゲン大学(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: ベルゲン大学
• [国際共同研究] マックス・プランク研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: マックス・プランク研究所
• [国際共同研究] 気象局(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: 気象局
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 3
• [雑誌論文] Climatological seasonal changes of wind and rainfall in the Philippines (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Jun、Olaguera Lyndon Mark P.、Nguyen‐Le Dzung、Kubota Hisayuki、Villafuerte Marcelino Q.
  • 雑誌名: International Journal of Climatology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/joc.6492
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ENSO Influence on the Atlantic Nino, Revisited: Multi-Year versus Single-Year ENSO Events (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokinaga Hiroki、Richter Ingo、Kosaka Yu
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 32 ページ: 4585～4600
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-18-0683.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arctic-Eurasian climate linkage induced by tropical ocean variability (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumura Shinji、Kosaka Yu
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 3441
  • DOI: 10.1038/s41467-019-11359-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The North Pacific Pacemaker Effect on Historical ENSO and Its Mechanisms (2019)
  • 著者名/発表者名: Amaya Dillon J.、Kosaka Yu、Zhou Wenyu、Zhang Yu、Xie Shang-Ping、Miller Arthur J.
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 32 ページ: 7643～7661
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0040.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Eurasian Jet Streams as Conduits for East Asian Monsoon Variability (2019)
  • 著者名/発表者名: Chowdary Jasti S.、Hu Kaiming、Srinivas G.、Kosaka Yu、Wang Lin、Rao K. Koteswara
  • 雑誌名: Current Climate Change Reports 巻: 5 ページ: 233～244
  • DOI: 10.1007/s40641-019-00134-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ural Blocking Driving Extreme Arctic Sea Ice Loss, Cold Eurasia, and Stratospheric Vortex Weakening in Autumn and Early Winter 2016?2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tyrlis Evangelos、Manzini Elisa、Bader Jurgen、Ukita Jinro、Nakamura Hisashi、Matei Daniela
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 124 ページ: 11313～11329
  • DOI: 10.1029/2019JD031085
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anomalous Moisture Transport and Oceanic Evaporation during a Torrential Rainfall Event over Western Japan in Early July 2018 (2019)
  • 著者名/発表者名: Sekizawa Shion、Miyasaka Takafumi、Nakamura Hisashi、Shimpo Akihiko、Takemura Kazuto、Maeda Shuhei
  • 雑誌名: SOLA 巻: 15A ページ: 25～30
  • DOI: https://doi.org/10.2151/sola.15A-005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Primary Factors behind the Heavy Rain Event of July 2018 and the Subsequent Heat Wave in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimpo, A., K. Takemura, S. Wakamatsu, H. Togawa, Y. Mochizuki, M. Takekawa, S. Tanaka, K. Yamashita, S. Maeda, R. Kurora, H. Murai, N. Kitabatake, H. Tsuguti, H. Mukougawa, T. Iwasaki, R. Kawamura, M. Kimoto, I. Takayabu, Y. N. Takayabu, Y. Tanimoto, T. Hirooka, Y. Masumoto, M. Watanabe, K. Tsuboki, H. Nakamura
  • 雑誌名: SOLA 巻: 15A ページ: 13～18
  • DOI: https://doi.org/10.2151/sola.15A-003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Towards a more reliable historical reanalysis: Improvements for version 3 of the Twentieth Century Reanalysis system (2019)
  • 著者名/発表者名: Slivinski, LC, Compo GP, Whitaker JS, Sardeshmukh PD, Giese BS, ..., Kubota H, ..., Wyszynski P
  • 雑誌名: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 巻: 145 ページ: 2876～2908
  • DOI: 10.1002/qj.3598
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Remote influence of the tropical Pacific variability on Arctic climate (2020)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Tsubasa Takigawa, Lea Svendsen, Bunmei Taguchi
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Arctic Research
  • 国際学会
• [学会発表] 相当温位に基づく日々の梅雨前線の特定とその季節的北上の経年変動の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山根 正大, 小坂 優
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] The North Pacific pacemaker effect on historical ENSO and its mechanisms (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Dillon J. Amaya, Wenyu Zhou, Yu Zhang, Shang-Ping Xie, Arthur J. Miller
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Remote Influence of ENSO and Tropical Pacific Decadal Variability on the Arctic Climate (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Tsubasa Takigawa, Lea Svendsen, Bunmei Taguchi, Yukiko Imada
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Remote impact of tropical Pacific internal variability on Arctic climate (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Tsubasa Takigawa, Lea Svendsen, Bunmei Taguchi, Yukiko Imada
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会 小倉特別講義連携セッション
  • 招待講演
• [学会発表] Remote influence of the tropical Pacific variability on Arctic climate (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Tsubasa Takigawa, Lea Svendsen, Bunmei Taguchi, Yukiko Imada
  • 学会等名: 10th International Workshop on Tropical Marine Environmental Changes
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Seasonal prediction of Asian summer climate enabled by the Pacific-Indian Ocean coupling (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Kosaka, Yuhei Takaya, Masahiro Watanabe, Shuhei Maeda, Shang-Ping Xie
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 平成30年7月豪雨と猛暑：異常気象の連鎖と地球温暖化の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村 尚
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 招待講演
• [学会発表] Importance of a midlatitude oceanic frontal zone for the baroclinic annular mode (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, H., M. Nakayama, M. Mizukoshi, Y. Kosaka, B. Taguchi, M. Mori, F. Ogawa, K. Nishii
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Seasonality of low-cloud fraction and the subtropical high over the South Indian Ocean: Importance of the Agulhas SST front (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, H., A. Miyamoto, T. Miyasaka
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 近年の異常気象と地球温暖化－山地防災の観点を踏まえて－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村 尚
  • 学会等名: 第59回治山研究発表会
  • 招待講演
• [学会発表] 北大西洋振動（NAO）の力学：偏差場の維持過程と長期変調 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村尚, P. Martineau, 小坂優，山本絢子，田口文明，森正人
  • 学会等名: 京都大学防災研究所一般研究集会「異常気象の発現メカニズムと大規模大気海洋変動の複合過程」
• [学会発表] Using the weather observations in Naval ship logs for understanding the climate in East Asia during 1850s and 1860s (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota, H., R. Allan, C. Wilkinson, P. Brohan, K. Wood, and M. Mollan
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics General Assembly 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Airborne observation of Super Typhoon Trami in 2018 for understanding the mature stage of tropical cyclone in the Philippine Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota, H., K. Tsuboki, H. Yamada, Y. Takahashi, T. Shinoda, T. Ohigashi, M. Yamaguchi, K. Ito, T. Nakazawa, N. Nagahama, K. Shimizu, Purwadi, and M. Sato
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Airborne observation of Super Typhoon Trami in 2018 for understanding the intensity of tropical cyclone in the Philippine Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Kubota, H., K. Tsuboki, H. Yamada, Y. Takahashi, T. Shinoda, T. Ohigashi, M. Yamaguchi, K. Ito, T. Nakazawa, N. Nagahama, K. Shimizu, Purwadi, and M. Sato
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 国際学会
• [学会発表] フィリピンの降水量データレスキューにより発展した夏季アジアモンスーン変動研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保田尚之, 松本淳 赤坂郁美, 財城真寿美, 小林茂
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] 航空機で観測した2018年台風24号の最盛期の暖気核 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保田尚之, 坪木和久, 山田広幸, 高橋幸弘, 篠田太郎, 大東忠保, 山口宗彦, 伊藤耕介, 中澤哲夫, 長浜則夫, 清水健作, Purwadi, 佐藤光輝
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [備考] NOAA-CIRES-DOE Twentieth Century Reanalysis Ver. 3
  • URL: https://rda.ucar.edu/datasets/ds131.3/
• [備考] The International Surface Pressure Databank ver. 4
  • URL: https://rda.ucar.edu/datasets/ds132.2/