• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

近代化以前の気候天候変動の復元に向けた革新的データ同化手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H03794
研究機関東京大学

研究代表者

芳村 圭  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50376638)

研究分担者 植村 立  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00580143)
市野 美夏  大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等), データサイエンス共同利用基盤施設, 特任助教 (40376968)
平野 淳平  帝京大学, 文学部, 准教授 (80567503)
三好 建正  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (90646209)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードミレニアム大気再解析 / データ同化 / 同位体大気大循環モデル / 歴史天候データ / 同位体プロキシ
研究実績の概要

江戸詰めの武士などが記述していた藩日誌などに記載されている過去の天気情報は、近代的な機器による測定が可能になる前の日々の気象状況を知る重要な資料である。以前の研究では、日記に記載された天気から換算した雲量を同化することで、過去の気象を高い時間分解能で復元できる可能性が示されていた。しかし、観測された天気情報は本質的に偏りが生じており観測値が正規分布していないものであるということが、データ同化の理論上の基本的な仮定に反しており、少なからずデータ同化の性能に悪い影響を与えていることが予想されていた。本研究では、非正規分布である雲量データを正規分布に近似させるガウス変換(GT)手法を適用し、日本国内の無作為に選んだ15の観測点を用いて観測システムシミュレーション実験(OSSE)を実施した。グローバルスペクトルモデル(GSM)とローカルアンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)を用いて、観測誤差の大きい雲量を同化する実験を行ったところ、対流圏中層において、風の東西・南北成分、温度、比湿の2ヶ月間の二乗平均誤差(RMSE)は、GTにより1%~10%改善することが確認できた。また地表面付近では、全雲量、地表面気圧、降水量、下向き日射量の2か月間のRMSEが、それぞれ2%~5%ほど改良した。降水量のみ30%近く改良したが、GTによってバイアス除去の効果も得られたことが大きいと考えられる。加えて、GTの効果は晴天時に顕著であることも示された。これらの結果は,過去の日記に記載された古天気情報を用いた高解像度の歴史的気象復元におけるGTの可能性を示すものである。
そのほか、プロキシデータ同化研究も着実に進み、当初の目的であったミレニアム大気再解析プロダクトのための手法の開発を達成できた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 8件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Potential of Mid‐tropospheric Water Vapor Isotopes to Improve Large‐Scale Circulation and Weather Predictability2021

    • 著者名/発表者名
      Toride Kinya、Yoshimura Kei、Tada Masataka、Diekmann Christopher、Ertl Benjamin、Khosrawi Farahnaz、Schneider Matthias
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 ページ: ー

    • DOI

      10.1029/2020GL091698

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aleutian Low variability for the last 7500 years and its relation to the Westerly Jet2021

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Kana、Addison Jason、Irino Tomohisa、Omori Takayuki、Yoshimura Kei、Harada Naomi
    • 雑誌名

      Quaternary Research

      巻: ー ページ: 1~19

    • DOI

      10.1017/qua.2020.116

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Integrated Land Simulator2020

    • 著者名/発表者名
      Nitta Tomoko、Arakawa Takashi、Hatono Misako、Takeshima Akira、Yoshimura Kei
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 7 ページ: ー

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00383-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitivity Experiments of Rainfall to Warm Cloud Auto-Conversion Threshold and Relative Humidity Threshold of Cloudiness in RegCM4.6 over the Maritime Continent2020

    • 著者名/発表者名
      Latifah Arnida L.、Lestari R. Kartika、Syafarina Inna、Yoshimura Kei
    • 雑誌名

      Atmosphere-Ocean

      巻: 58 ページ: 1~12

    • DOI

      10.1080/07055900.2020.1737500

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automated Processing for Flood Area Detection Using ALOS-2 and Hydrodynamic Simulation Data2020

    • 著者名/発表者名
      Ohki Masato、Yamamoto Kosuke、Tadono Takeo、Yoshimura Kei
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 12 ページ: 2709~2709

    • DOI

      10.3390/rs12172709

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a global sediment dynamics model2020

    • 著者名/発表者名
      Hatono Misako、Yoshimura Kei
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 7 ページ: ー

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00368-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development and Verification of a Three‐Dimensional Variably Saturated Flow Model for Assessment of Future Global Water Resources2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Yosuke、Yoshimura Kei
    • 雑誌名

      Journal of Advances in Modeling Earth Systems

      巻: 12 ページ: ー

    • DOI

      10.1029/2020MS002093

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High sensitivity of Bering Sea winter sea ice to winter insolation and carbon dioxide over the last 5500 years2020

    • 著者名/発表者名
      Jones Miriam C.、Berkelhammer Max、Keller Katherine J.、Yoshimura Kei、Wooller Matthew J.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: ー

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz9588

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A development of reduction scenarios of the short-lived climate pollutants (SLCPs) for mitigating global warming and environmental problems2020

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Teruyuki、Ohara T.、Masui T.、Takemura T.、Yoshimura K.、Goto D.、Hanaoka T.、Itahashi S.、Kurata G.、Kurokawa J.
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 7 ページ: ー

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00351-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Signatures of monsoon intra-seasonal oscillation and stratiform process in rain isotope variability in northern Bay of Bengal and their simulation by isotope enabled general circulation model2020

    • 著者名/発表者名
      S. Sengupta, S. K. Bhattacharya, A. Parekh, Nimya S S, K. Yoshimura, A. Sarkar
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 55 ページ: 1649-1663

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal divergence between soil water availability and atmospheric moisture recorded in intra-annual tree-ring δ18O extremes2020

    • 著者名/発表者名
      G. Xu, X. Liu, W. Sun, P. Szejner, X. Zeng, K. Yoshimura, V. Trouet
    • 雑誌名

      Environmental Research Letters

      巻: 9 ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enriched East Asian oxygen isotope of precipitation indicate reduced summer seasonality in regional climate and westerlies2020

    • 著者名/発表者名
      John C. H. Chiang, Michael J. Herman, Kei Yoshimura, and Inez Y. Fung
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 26 ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 大気海洋相互作用が与える海洋窒素循環への影響:チリ南部を例に2020

    • 著者名/発表者名
      森山文晶・芳村圭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76 ページ: 241-246

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気候プロキシの同位体比データ同化による千年解析値の作成に向けた比較検討2020

    • 著者名/発表者名
      庄司悟・岡﨑 淳史・芳村圭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76 ページ: 121-126

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of hydrological model of Today’s Earth_Japan for flood forecasting in high-resolution2020

    • 著者名/発表者名
      Ma, W., K. Hibino, Y. Ishitsuka, D. Yamazaki, A. Takeshima, R. Arai, H. Kim, K. Yamamoto, M. Kachi, R. Oki, T. Higashiuwatoko, T. Andoh, R. Kakuda, T. Oki, K. Yoshimura
    • 学会等名
      The Joint PI Meeting of JAXA
    • 国際学会
  • [学会発表] Consistency Analysis of Global Terrestrial Water Cycle using Today’s Earth -Global Products2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, K., K. Yoshimura, K. Hibino, W. Ma, M. Kachi, R. Oki
    • 学会等名
      The Joint PI Meeting of JAXA
    • 国際学会
  • [学会発表] Historical Weather Reconstruction by Cloud Cover Data Assimilation with Gaussian Transformation2020

    • 著者名/発表者名
      Wang, X, K. Yoshimura, and K. Toride
    • 学会等名
      AGU 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of the floods caused by Typhoon Hagibis in 2019 using Today's Earth2020

    • 著者名/発表者名
      Kei Yoshimura
    • 学会等名
      Virtual GFP Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 近年の日本の洪水事例及び洪水予測研究について2020

    • 著者名/発表者名
      芳村圭
    • 学会等名
      気象学会九州支部第20回気象教室
    • 招待講演
  • [学会発表] 千年解析値の作成に向けた比較検討2020

    • 著者名/発表者名
      庄司 悟, 岡﨑淳史, 芳村 圭
    • 学会等名
      第65回水工学講演会
  • [学会発表] Precipitation stable isotope simulation over East Asia monsoon region during last glacial maximum2020

    • 著者名/発表者名
      Lan, H., Yoshimura, K., and Liu, Z.
    • 学会等名
      PMIP 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] LGM simulation with MIROC5-iso and impacts of the Southern Annular Mode on stable water isotopes in the Antarctic ice cores, Paleoclimate Modelling Intercomparison Project2020

    • 著者名/発表者名
      Kino, K., A. Okazaki, A. Cauquoin and K. Yoshimura
    • 学会等名
      Nanging Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Data assimilation of historical weather using Gaussian transformation2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, K., X. Wang
    • 学会等名
      JpGU2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a snow scheme in Integrated Land Simulator2020

    • 著者名/発表者名
      Nitta, T., K. Yoshimura
    • 学会等名
      JpGU2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification and Application of "Climate-Risk" based on the tree-ring proxy data2020

    • 著者名/発表者名
      Harada, A., K. Yoshimura, T. Mizutani
    • 学会等名
      JpGU2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of the response of water isotope records to the changes in orbital forcing with the isotope-enabled AGCM MIROC5-iso2020

    • 著者名/発表者名
      Kino, K., A. Okazaki, A. Cauquoin and K. Yoshimura
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Atmospheric data assimilation which accomodates weather descriptions as observations of solar radiation: Evaluation of performance with a modern one-year case2020

    • 著者名/発表者名
      Masuda, K., P. Neluwala, K. Toride, K. Yoshimura, H. Tanaka, S. Miyazaki, S. Nozawa, M. Ichino, Y. Okubo, J. Hirano
    • 学会等名
      JpGU2020
    • 国際学会
  • [学会発表] FTS satellite observation mission for understanding chemical and dynamical processes in the upper atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      Eguchi, N., K. A. Walker, N. Saitoh, Y. Yoshida, K. Yoshimura, K. Toride, M. Fujiwara, Y. Kawatani, Y. Eguchi Yamashita, R. Nassar, D. Jones, D. Plummer, K. Strong
    • 学会等名
      JpGU2020
    • 国際学会
  • [図書] 気候変動から読みなおす日本史 第2巻(編:中塚 武、對馬 あかね、佐野 雅規)2021

    • 著者名/発表者名
      芳村圭・その他
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      臨川書店
    • ISBN
      978-4-653-04502-1

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi