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2018 年度 実施状況報告書

北極温暖化に伴う中緯度寒冷化を再現するために成層圏はどこまで必要か?

研究課題

研究課題/領域番号 18K03735
研究機関北海道大学

研究代表者

中村 哲  北海道大学, 地球環境科学研究院, 博士研究員 (90514331)

研究分担者 山崎 孝治  北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (70270791)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード北極温暖化 / 成層圏
研究実績の概要

北半球の寒冷化傾向が観測される中で、気候モデルによるその再現ができていない。中緯度の寒冷化が地球温暖化の影響を受けた北極圏からの寒気流出の強まりによるものではないかと考えた。これまでの研究成果から北極の温暖化に伴う成層圏循環の変化が北極域から中緯度帯への寒気流出へ強く影響することがわかってきた。本研究は成層圏大気変動による対流圏循環への影響を組み入れて、北半球冬季の寒冷化傾向を説明するための、高い再現性をもつモデル構築を目的とする。そのためには成層圏における力学、化学放射過程の包括的理解が必要となる。
本年度には再解析データや観測データを用いた解析から、北極と中緯度の結合度を表す指標の開発・選定を行った。北極を中心に起こる大規模な大気変動パターンを解析し、季節を超えた変動の持続性に関して北大西洋振動パターンの指標が有用である事がわかった。また冬季の北極ー中緯度結合に関しては変動パターンの長期変化に伴うトレンドを排除するため極冠平均高度(もしくは温度)のような指標が有用であることがわかった。
大気大循環モデルAFES4.1に非地形性重力波パラメタリゼーションを導入し、上端高度を65kmから85kmへと変更し、北極温暖化実験を行なった。その結果、85kmへと変更した事で、北極温暖化に対する成層圏応答およびその下方影響が弱くなる事がわかった。これは成層圏における大気変動が弱くなったことによるもので過去の成果と整合的である。
年度末には分担研究者(山崎)がドイツAWIを訪問し、成層圏化学過程モジュールの導入に関する打ち合わせを行なった。

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

本年度の目標であった気候結合強度を表す指標の開発・選定は順調に行う事ができた。
モデル上端高度を変更した実験を行い、その影響を評価する事ができた。
機会に恵まれたこともあり、ドイツAWIとの打ち合わせを前倒しで本年度に行う事ができた。

今後の研究の推進方策

1)北極-中緯度気候結合における力学過程を理解するためのダンピング実験を行う。(H31年度中を予定)
2)同化学放射過程を理解するためAFESへ成層圏化学過程モジュールを導入する(H32年度予定)。そのための打ち合わせを行う(H31年度中を予定)
3)成果の取りまとめ・発表

次年度使用額が生じた理由

予定していた打ち合わせ等を行わなかったため出張旅費支出額が見込み額より下回った。今後は、研究に必要な物品費、国際学会等での発表や、論文掲載に対する支出を行う予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Recent Breakdown of the Seasonal Linkage between the Winter North Atlantic Oscillation/Northern Annular Mode and Summer Northern Annular Mode2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Koji、Ogi Masayo、Tachibana Yoshihiro、Nakamura Tetsu、Oshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 32 ページ: 591~605

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-17-0820.1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Weak Stratospheric Polar Vortex Events Modulated by the Arctic Sea‐Ice Loss2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Kazuhira、Ukita Jinro、Honda Meiji、Nakamura Tetsu、Yamazaki Koji、Miyoshi Yasunobu、Jaiser Ralf
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 124 ページ: 858~869

    • DOI

      10.1029/2018JD029222

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interhemispheric Synchronization Between the AO and the AAO2018

    • 著者名/発表者名
      Tachibana Y.、Inoue Y.、Komatsu K. K.、Nakamura T.、Honda M.、Ogata K.、Yamazaki K.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 ページ: 13,477~13,484

    • DOI

      10.1029/2018GL081002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Arctic sea ice variations on winter temperature anomalies in northern hemispheric land areas2018

    • 著者名/発表者名
      Koenigk T.、Gao Y.、Gastineau G.、Keenlyside N.、Nakamura T.、Ogawa F.、Orsolini Y.、Semenov V.、Suo L.、Tian T.、Wang T.、Wettstein J. J.、Yang S.
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 52 ページ: 3111~3137

    • DOI

      10.1007/s00382-018-4305-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluating Impacts of Recent Arctic Sea Ice Loss on the Northern Hemisphere Winter Climate Change2018

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Fumiaki、Keenlyside Noel、Gao Yongqi、Koenigk Torben、Yang Shuting、Suo Lingling、Wang Tao、Gastineau Guillaume、Nakamura Tetsu、Cheung Ho Nam、Omrani Nour-Eddine、Ukita Jinro、Semenov Vladimir
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 ページ: 3255~3263

    • DOI

      doi:10.1002/2017GL076502

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land process associated with the Arctic amplification2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, T. Sato, and J. Ukita
    • 学会等名
      ILSTSS2S/TPEMIP workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 北極温暖化に伴うユーラシア陸面過程の気候メモリ効果2018

    • 著者名/発表者名
      中村哲、山崎孝治、佐藤友徳
    • 学会等名
      日本気象学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 海氷-北極振動連関における成層圏過程・陸面過程・不確実性2018

    • 著者名/発表者名
      中村哲
    • 学会等名
      日本気象学会2018年秋季大会極域・寒冷域研究連絡会
  • [学会発表] Climate memory of the Eurasian land process for the Arctic amplification2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, T. Sato, and J. Ukita
    • 学会等名
      ArCS-InterDec joint workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] On the atmospheric response experiment to a Blue Arctic Ocean2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, M. Honda, J. Ukita, R. Jaiser, D. Handorf, and K. Dethloff
    • 学会等名
      AOGS 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] A comparison of climate impacts of the Arctic sea ice loss based on multiple sea ice concentration datasets2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, K. Hoshi, M. Honda, and J. Ukita
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] On the atmospheric response experiment to a Blue Arctic Ocean2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., K. Yamazaki, M. Honda, J. Ukita, R. Jaiser, D. Handorf, and K. Dethloff
    • 学会等名
      JpGU 2018
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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