北太平洋亜寒帯域の持続的な海洋の「熱波」が気候系に与える影響過程の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H01970
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 田口 文明 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (80435841)
• 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) ; 西井 和晃 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50623401)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 海洋熱波 / 亜表層の水温・塩分異常 / 大気海洋相互作用 / 大気大循環モデル

研究実績の概要

交付申請時に記載した2020年度の実施計画において２つの課題を設定した。それぞれの課題について、研究実績概要は次の通りである。

課題1 北太平洋東部「海洋熱波」に伴う亜表層の水温・塩分異常の生成過程の解明 ：Argoフロートによる水温・塩分格子化データを用いて、「海洋熱波」の海洋深部への持続と浸透、及び海面と海洋亜表層での水温・塩分偏差（平年値からのずれ）について詳細な解析を行った。その結果、2013-15 年に東部北太平洋で発生した表層昇温の痕跡が spiciness と呼ばれる互いに密度補償する水温・塩分偏差として海洋亜表層で持続していることを明らかにした。さらに海面から潜る塩分偏差と、亜表層を西から東へ伝播する塩分偏差の合流が、亜表層の spiciness形成と「熱波」の持続にとって重要であったことを明らかにした。

課題2「海洋熱波」の下流域及び大気への影響評価：「海洋熱波」に伴う東部北太平洋域における高海面水温偏差が、大気循環に及ぼす影響を調べるために、全球大気大循環モデルを用いた大規模アンサンブル数値実験を実行した。2014年冬季の海面水温を境界条件として与えた実験結果と平年の海面水温を与えた実験結果を比較することにより、持続する海洋「熱波」からの大気へのフィードバックが、そもそも「熱波」をもたらした大気循環偏差（太平洋東部における高気圧性循環）の複数年の持続に寄与している可能性を明らかにした。

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

交付申請時に設定した、それぞれ海洋と大気のプロセスに関する２つの課題について、概ね計画通りに研究を進めることができた。また、本研究課題と密接に関連する北太平洋における海洋変動のメカニズムやその予測可能性、およびその大気影響について、研究代表者・分担者が主著または共著となる８本の査読付き論文を出版した。

今後の研究の推進方策

COVID-19の感染拡大により、海外研究協力者との共同研究を実施するために今年度予定していた海外出張は取りやめざるを得なかった。次年度は、海外研究協力者とのオンラインの研究議論を重ねることで共同研究を推進する。

研究成果

• [国際共同研究] ハワイ大学国際太平洋研究センター(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハワイ大学国際太平洋研究センター
• [雑誌論文] Reply to: Eurasian cooling in response to Arctic sea-ice loss is not proved by maximum covariance analysis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Kosaka, Y., Watanabe, M., Taguchi, B., Nakamura, H., Kimoto, M.
  • 雑誌名: Nat. Clim. Chang. 巻: 11 ページ: 109-111
  • DOI: 10.1038/s41558-020-00983-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential predictability of the tropical cyclone frequency over the_western North Pacific with 50‐km AGCM ensemble experiments (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogata, T.,__Taguchi, B.,__Yamamoto, A., and__Nonaka, M.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 126 ページ: e2020JD034206
  • DOI: 10.1029/2020JD034206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of warm SST in the Oyashio region on rainfall distribution of Typhoon Hagibis (2019). (2021)
  • 著者名/発表者名: Iizuka, S., Kawamura, R., Nakamura, H., Miyama, T
  • 雑誌名: SOLA 巻: 17A ページ: 22-28
  • DOI: 10.2151/sola.17A-004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atmospheric-Driven and Intrinsic Interannual-to-Decadal Variability in the Kuroshio Extension Jet and Eddy Activities (2020)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M., H. Sasaki, B. Taguchi, and N. Schneider
  • 雑誌名: Front. Mar. Sci. 巻: 7 ページ: 547442
  • DOI: 10.3389/fmars.2020.547442
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A global eddying hindcast ocean simulation with OFES2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, H., Kida, S., Furue, R., Aiki, H., Komori, N., Masumoto, Y., Miyama, T., Nonaka, M., Sasai, Y., and Taguchi, B.
  • 雑誌名: Geosci. Model Dev. 巻: 13 ページ: 3319-3336
  • DOI: 10.5194/gmd-13-3319-2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modulations of North American and European Weather Variability and Extremes by Interdecadal Variability of the Atmospheric Circulation over the North Atlantic Sector (2020)
  • 著者名/発表者名: Martineau, P., Nakamura, H., Kosaka, Y., Taguchi, B., & Mori, M.
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 33 ページ: 8125-8146
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0977.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Processes Shaping the Frontal-Scale Time-Mean Surface Wind Convergence Patterns around the Gulf Stream and Agulhas Return Current in Winter, (2020)
  • 著者名/発表者名: Masunaga, R., Nakamura, H., Taguchi, B., & Miyasaka, T.
  • 雑誌名: Journal of Climate 巻: 33 ページ: 9083-9101
  • DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0948.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Importance of a vertically tilting structure for energizing the North Atlantic Oscillation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Martineau, P., Nakamura, H., Kosaka, Y., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 12671
  • DOI: 10.1038/s41598-020-69551-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Predictability of interannual-to-decadal variability in eddy activity in the Kuroshio Extension (2020)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M., H. Sasaki, B. Taguchi, and N. Schneider
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Forced atmospheric circulation response and its uncertainty to decadal SST variability in the Kuroshio Extension (2020)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, B., K. Nishii, H. Nakamura
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Modulations of European and North American weather variability and extremes by interdecadal variability of the atmospheric circulation over the North Atlantic. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, H.
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint meeting 2022
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 中・高緯度の大規模な大気循環変動メカニズムに関する研究および異常気象分析を通じた気象業務との連携の推進 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 尚
  • 学会等名: 2020年度日本気象学会「藤原賞」受賞記念講演
  • 招待講演
• [学会発表] 北太平洋における移動性擾乱活動の『真冬の振幅低下』のメカニズムに関する調査 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡島 悟, 中村 尚, Yohai Kaspi
  • 学会等名: 2020年度日本海洋学会秋季大会
• [学会発表] AGCM experiments of winters of 2017/18 and 2019/20. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishii, K.
  • 学会等名: Workshop: Approaches for Hydrospheric-Atmospheric Environmental Studies in Asia-Oceania
  • 国際学会