気候変化における成層圏の影響の評価および力学的役割の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20244076
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 余田 成男 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30167027)
• 研究分担者: 石岡 圭一 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (90292804) ; 内藤 陽子 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (50324603) ; 向川 均 京都大学, 防災研究所, 教授 (20261349) ; 堀之内 武 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50314266) ; 小寺 邦彦 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 客員教授 (70343887) ; 廣岡 俊彦 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90253393) ; 田口 正和 愛知教育大学, 教育学部, 准教授 (50397527) ; 柴田 清孝 気象庁気象研究所, 環境応用気象研究部, 室長 (50354494)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 気候変動 / 成層圏 / 対流圏 / 子午面循環 / 大気波動

研究概要

全球気象解析データおよび力学コアモデルから気象庁1ヶ月アンサンブル予報モデルまでを駆使して、成層圏変化が大気大循環の主要力学過程に及ぼす影響と力学的役割を明らかにした。特に、成層圏突然昇温現象に関連して、周極渦周縁の大規模前線構造を発見するとともに、極域循環の予測可能性変動の新知見を得た。また、化学-気候モデル実験結果も加えて、成層圏寒冷化、太陽活動変動などの外部要因変動が季節内変動・年々変動の及ぼす力学的役割を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The nature of Arctic polarvortices in chemistry. climate models (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamazaki, K. Yumoto, D. McNamara, T. Hirooka, T. Uozumi, K. Kitamura, S. Abe and A. Ikeda
  • 雑誌名: Q. J. R. Meteor. Soc
  • DOI: DOI:10.1002/qj.1909
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moist Hadleycirculation : possible role ofwave-convection coupling inaqua-planet experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi, T
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci 巻: 69(3) ページ: 891-907
  • DOI: DOI:10.1175/JAS-D-11-0149.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of medium-scale waves on the Southern Annular Mode (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuroda and H. Mukougawa
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 116
  • DOI: DOI:10.1029/2011JD016293
  • 査読あり
• [雑誌論文] A general circulation model study of the impact of a stratospheric sudden warming event on tropical convection (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kodera, H. Mukougawa and Y. Kuroda
  • 雑誌名: SOLA 巻: Vol.7 ページ: 197-200
  • DOI: DOI:10.2151/sola.2011-050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inertia-gravity wave radiation from an unstable Bickley jet in rotating two-layer shallow water (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Harada and K. Ishioka
  • 雑誌名: SOLA 巻: Vol.7 ページ: 113-116
  • DOI: DOI:10.2151/sola.2011-029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between thermal convection and mean flow in a rotating system with a tilted axis (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Saito and K. Ishioka
  • 雑誌名: Fluid Dynamics Research 巻: 43
  • DOI: DOI:10.1088/0169-5983/43/6/065503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of dynamical contribution to lower stratospheric ozone trends in northern mid-latitudes over the last three decades(1980-2006) using achemical transport model (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, C. and K. Shibata
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: 89 ページ: 363-376
  • DOI: DOI:10.2151/jmsj.2011-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impacts of increases in greenhouse gases and ozone recovery on lower stratospheric circulation and the age of air : Chemistry-climate model simulations up to 2100 (2011)
  • 著者名/発表者名: Deushi, M. and K. Shibata
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 116
  • DOI: DOI:10.1029/2010JD015361
• [雑誌論文] On the Approximation of Local and Linear Radiative Damping in the Middle Atmosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Hitchcock P, Shepard TG, and Yoden S
  • 雑誌名: J. Atmos. Sci 巻: 67(6) ページ: 2070-2085
  • DOI: DOI:10.1175/2009JAS3286.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jet formation in decaying two-dimensional turbulence on a rotating sphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoden. S, Ishioka. K, et al
  • 雑誌名: IUTAM Symposium on Turbulence in the Atmosphere and Oceans 巻: 28
  • DOI: DOI:10.1007/978-94-0,07-0360-5_210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jet formation in decaying two-dimensional turbulence on a rotating sphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Chikamoto, Y. Tanimotom, H. Mukougawa, and M. Kimoto
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: 88-2 ページ: 183-202
  • DOI: DOI:10.2151/jmsj.2010-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictability during the onset period of a Euro-Atlantic blocking event during (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takemura and H. Mukougawa
  • 雑誌名: SOLA 巻: Vol.6 ページ: 109-112
  • DOI: DOI:10.2151/sola.2010-028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chang in the ENSO teleconnection characteristics in the boreal winter (2010)
  • 著者名/発表者名: Kodera K
  • 雑誌名: SOLA 巻: Vol.6 ページ: 021-024
  • DOI: DOI:10.2151/sola.6A-006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Forecast study of the cold December of 2005 in Japan : Role of Ross by waves and tropical convection (2010)
  • 著者名/発表者名: Inaba, M and K. Kodera
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: Vol.88 ページ: 719-735
  • DOI: DOI:10.2151/jmsj.2010-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impacts of stratospheric sudden warming event on tropical clouds and moisture fields in the TTL : A Case Study (2010)
  • 著者名/発表者名: Eguchi, N., and K. Kodera
  • 雑誌名: SOLA 巻: Vol.6 ページ: 137-140
  • DOI: DOI:10.2151/sola.2010-035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Changes in Stratospheric Transport and Mixing Over the Past Three Decades Based on Multiple Datasets and Tropical Leaky Pipe Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ray, E. A., K. Shibata, et al
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115 ページ: D21304
  • DOI: DOI:10.1029/2010JD014206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemistry-climate model simulations of 21st century stratospheric climate and circulation changes (2010)
  • 著者名/発表者名: Butchart, N., I. Cionni, V. Eyring, K. Shibata, et al
  • 雑誌名: J. Clim 巻: 23 ページ: 5349-5374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observed connection of the stratospheric quasi-biennial oscillation with EL Nino～Southern Oscillation in radiosonde data～ (2010)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, M.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115 ページ: 18120
  • DOI: DOI:10.1029/2010JD014325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Classification of Polar-night Jet Oscillations and Their Relationship to Fast and Slow Variations in a Global Mechanistic Circulation Model of the Stratosphere and Troposphere (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kohoma, S. Nishizawa and S. Yoden
  • 雑誌名: J. Clim 巻: Vol.23
  • DOI: DOI:10.1175/2010JCL13458.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined effects of QBO and 11-yearsolar cycle on the winter hemisphere in systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito. K., Y. Naito., and S. Yoden
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 巻: Vol.36
  • DOI: DOI:10.1029/2008GL037117
  • 査読あり
• [雑誌論文] An update of observed stratospheric temperature trends (2009)
  • 著者名/発表者名: Randel, W. J, Shine K. P, Austin J, and S. Yoden, et al
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: Vol.114
  • DOI: DOI:10.1029/2008JD010421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of stratospheric circulation on the predictability of the tropospheric Northern Annular Mode (2009)
  • 著者名/発表者名: Mukougawa H, Hirooka T, and Kuroda Y
  • 雑誌名: J. Res. Lett 巻: Vol.36
  • DOI: DOI:10.1029/2008GL037127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spaticalstructures and statistics of using aheuristic vertical cross-section extraction from COSMIC GPS atmospheric gravity waves derived radio occultation date (2009)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi, T. and T. Tsuda
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: Vol.114
  • DOI: doi:10.1029/2008JD011068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Northern winter stratospheric temperature and ozone responses to ENSO inferred from an ensemble of Chemistry Climate Models (2009)
  • 著者名/発表者名: Cagnazzo, C., Manzini, E., Calvo, N. and Shibata, K., et al
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys 巻: Vol.9 ページ: 8935-8948
  • 査読あり
• [雑誌論文] An update of observed stratospheric emperature trends (2009)
  • 著者名/発表者名: William J. Randel, Keith P. Shine, and Yoden. S, et al
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: Vol.114 ページ: D02107
  • DOI: DOI:10.1029/2008JD010421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of the meso-scaleenvironments of storms associated with typhoon-spawned tornadoes in Miyazaki (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Keita and Mukougawa H
  • 雑誌名: SOLA 巻: 5 ページ: 5-8
  • DOI: DOI:10.2151/sola.2009-002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of stratospheric circulation on the predictability of the tropospheric Northern annular mode (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Mukougawa, T. Hirooka and Y. Kuroda
  • 雑誌名: J. Geophys. Res
  • DOI: DOI:10.1029/2008JD011068
  • 査読あり
• [雑誌論文] A numerical study of upward-propagating gravity waves in two different MJO phases (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 巻: 35 ページ: 17802
  • DOI: DOI:10.1029/2008JD011068
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tropospheric impact of reflected planetary waves from the stratosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Kodera K., H. Mukougawa and S. Itoh
  • 雑誌名: J. Res. Let
  • DOI: DOI:10.129/2008GL034575
  • 査読あり
• [学会発表] Development of a sphericalharmonics transform library forseveral architectures (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishioka
  • 学会等名: 2nd AICS International Sympo
  • 発表場所: 理化学研究所計算科学研究所(神戸市)
  • 年月日: 2012-03-01
• [学会発表] Impacts of Global Warming and Ozone Recovery on Stratospheric Sudden Warming in Transient Simulations of a Chemistry-Climate Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibata, K. and M. Deushi
  • 学会等名: Workshop on Stratospheric Sudden Warming and its Role in Weather and Climate Variations
  • 発表場所: 芝蘭会館(京都市)
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] Impact of stratospheric sudden warming event on tropical circulation and convection (2012)
  • 著者名/発表者名: Kodera. K., H. Mukougawa., Y. Kuroda., and Eguchi. N
  • 学会等名: Workshop on Stratospheric Sudden Warming and its Role in Weather and Climate Variations
  • 発表場所: 芝蘭会館(京都市)
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] StratosphericSudden Warming and its Role in Weatherand Climate Variations (2012)
  • 著者名/発表者名: S. YODEN
  • 学会等名: Workshop on Stratospheric Sudden Warming and its Role in Weather and Climate Variations
  • 発表場所: 芝蘭会館(京都市)
  • 年月日: 2012-02-22
• [学会発表] Solar influence on the Earth' ssurface through stratospheric dynamical processes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kodera, K. Matthes
  • 学会等名: The 2nd Nagoya Workshop on the Relationship between Solar Activity and Climate Changes
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] Predictability of Northern winter stratospheric conditions using JMA one-month ensemble predictions for 2001/02-2009/10 (2011)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, M., H. Mukougawa, T. Hirooka, S. Noguchi and Yoden S
  • 学会等名: WCRP OSC:Climate Research in Service to Society
  • 発表場所: Denver(USA)
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Mesoscale-model study on anextratroprical tropopause inversion layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoden, S
  • 学会等名: WCRP OSC:Climate Research in Service to Society
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Effects of greenhouse gas increase and ozone recovery on lower stratospheric circulation and the age of air as revealed by chemistry-climate model simulations up to 2100 (2011)
  • 著者名/発表者名: Shibata, K. and M. Deushi
  • 学会等名: 11th EMS(European Meteorological Society) Annual Meeting
  • 発表場所: Berlin(Germany)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Influence of Stratospheric Sudden Warmings on the Predictability of the Northern Hemisphere Annular Mode (2011)
  • 著者名/発表者名: Mukougawa, H., S. Nagata, T. Hirooka, Y. Kuroda
  • 学会等名: International Union of Geodesy and Geophysics(IUGG) General Assembly
  • 発表場所: Melbourne Australia)
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Non-Linear interaction of the solar forcing in the boreal winter (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kodera
  • 学会等名: IUGG
  • 発表場所: Melbourne(Australia)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Connection of the stratospheric quasi-biennial oscillation with EL Nino-Southern Oscillation (2011)
  • 著者名/発表者名: Taguchi. M.
  • 学会等名: AGU Chapman Conference on Atmospheric
  • 発表場所: Honolulu(USA)
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Analysis of spatial structure of gravity waves using GPS occultation data (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi
  • 学会等名: AGUC hapman Conference on Atmospheric Gravity Waves and Their Effects on General Circulation and Climate
  • 発表場所: Honolulu(Hawaii)
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] Numerical experiments on formation processes of thin moist layers in the tropical mid-troposphere over eastern Pacific (2011)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, S., Yoden, S., and Takeshita, M.
  • 学会等名: AMS 91st Annual Meeting
  • 発表場所: Seattle(USA)
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Global distribution of minor constituents observed by SMILES and its dynamical background (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Naito and N. Nishi, et al
  • 学会等名: 91^<st> Annual Meeting
  • 発表場所: Seattle(USA)
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Current status of MRI models for the CMIP5 simulation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Shibata and S. Yukimoto
  • 学会等名: SPARC Dyn Var Workshop
  • 発表場所: Boulder(USA)
  • 年月日: 2010-11-04
• [学会発表] Stratosphere-troposphere dynamical coupling through blocking phenomena during recent major stratospheric sudden warmings (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hirooka, T. Ichimaru, Y. Harada, H Naoe and H. Mukougawa
  • 学会等名: Dyn Var Workshop 2
  • 発表場所: Boulder(USA)
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Numerical studies on international and external variations of the winter polar vortex with a mechanistic circulation model (2010)
  • 著者名/発表者名: S. YODEN
  • 学会等名: WCRP Workshop on Seasonal to Multi-Decadal Predictability of Polar Climate
  • 発表場所: Bergen(Norway)
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Effect of sea surface temperature on the solar signal in the stratosphere and troposphere as revealed by chemistry climate model simulations from 1960 to 2006 (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata. K. and M. Deushi
  • 学会等名: SCOSTER Symposium
  • 発表場所: Berlin(Germany)
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] Classification of Polar-Night Jet Oscillations and Their Relationship to Fast and Slow Variations in a Global Mechanistic (2010)
  • 著者名/発表者名: S. YODEN
  • 学会等名: 7th Annual Meeting AOGS
  • 発表場所: Hyderabad International
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] Comparison of the 11-year solar signal incoordinated SPARC/SOLARIS experiments using filtered forcings (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kubin, K. Matthes, K. Shibata, , K. Kodera, and U. Langematz
  • 学会等名: SCOSTEP Scientific Committee on Solar Terrestrial Physics
  • 発表場所: Berlin(Germany)
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] Vortex splitting of the major stratospheric sudden warming in January 2009 and its predictability (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirooka. T
  • 学会等名: AGU 2009 Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco(USA)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Relationship among SSW, VI, PJO and AO in an Idealized Stratosphere-Troposphere Coupled model (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoden. S., M. Kohma. and S. Nishizawa
  • 学会等名: EGU 2009 General Assembly and Congress European Geosciences Union
  • 発表場所: Vienna(Austria)
  • 年月日: 2009-04-20
• [図書] 「総説宇宙天気」第13章 (2011)
  • 著者名/発表者名: 余田成男
  • 総ページ数: 659
  • 出版者: 太陽活動変動の地球気候への影響京都大学学術出版会
• [図書] Stratospheric changes and climate. Scientific Assessment of Ozone Depletion : 2010 (2011)
  • 著者名/発表者名: Forster, P. M., S. Yoden., et al
  • 総ページ数: 516
  • 出版者: World Meteorological Organization