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2022 年度 実績報告書

グリーンランド氷床雪氷質量変動に対する北極温暖化増幅の影響解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H03582
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

庭野 匡思  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (10515026)

研究分担者 林 修吾  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20354441)
橋本 明弘  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20462525)
青木 輝夫  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任教授 (30354492)
大島 長  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (50590064)
藤田 耕史  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (80303593)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードグリーンランド氷床 / 雪氷融解 / 領域気候モデル / NHM-SMAP / 再解析データ / 地球システムモデル / 北極温暖化増幅 / 気象庁
研究実績の概要

・本課題で開発している領域気候モデルNHM-SMAPの駆動データとして、これまで用いていた気象庁のJRA55に加えてヨーロッパ中期予報センターによる最新の再解析データERA5を用い、計算結果に対する再解析データの違いの影響を調査する試みを開始した。また、気象庁の最新の再解析データJRA3Qを用いてモデルを駆動する環境を整備した。NHM-SMAPをベースにして開発された日本域領域大気―積雪モデルLFM-SMAP(Niwano et al., 2022)が2022年10月に気象庁において現業化され、我が国の雪に起因する災害を予測するために活用されることとなった。予測情報は、気象庁HPの「今後の雪」コーナー(https://www.jma.go.jp/bosai/snow/)で閲覧可能である。
・冬季グリーンランド北西部で漁業被害につながる海氷流出を引き起こす強風の発生条件をNHM-SMAPの大気パートNHMなどを用いて統計的に調べた結果、総観規模の気圧パターンを参照することで強風の発生リスクを評価できることが分かった。
・グリーンランド氷床に存在する裸氷の暗色化を促進する可能性のあるクリオコナイトホールの発達と崩壊をNHM-SMAPにおいて表現することを目指して数値モデルの開発をおこなった。そのモデル開発においては、裸氷中を透過する日射の広波長帯域透過率モデルのパラメタリゼーション手法を考案し、モデルに実装した。グリーンランド氷床の裸氷の経年変動を把握してNHM-SMAPと比較するために、表面のアルベド変動を衛星リモートセンシングにより調べた。
・本課題における領域気候モデルによる研究対象期間(1980年以降)よりも長期の北極温暖化増幅を調べるために、気象研究所地球システムモデル(MRI-ESM2)による歴史実験計算と北極域でのアイスコア観測との比較を行い、モデルの再現性を確認した。

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

本課題で開発を推進している領域気候モデルNHM-SMAPが気象庁現業業務で採用された(社会実装)。この点は当初の研究計画で目指していたことではなく、想定以上の成果である。NHM-SMAPを複数の再解析データで駆動することも実現した。その他、NHM-SMAPの大気パート(NHM)を用いて、グリーンランド北西部での雲・降水系の機構解明を進めることが出来た。グリーンランド氷床表面物理量の衛星リモートセンシングは予定通り進捗している。また、気象研究所地球システムモデル(MRI-ESM2)による計算を北極域で取得されたアイスコア観測により検証し、モデルの再現性が従来よりも向上していることを示すことが出来た。

今後の研究の推進方策

ERA5によって領域気候モデルNHM-SMAPを駆動し、グリーンランド域における長期気候計算を行う。その結果を、他の再解析データを用いてNHM-SMAPを駆動した場合と比較して、結果がどの程度変わるのか、について明らかにする。NHM-SMAPによって計算された氷床上雲分布・雲特性の再現性の検証を引き続き進める他、今年度新たに開発したクリオコナイトホールモデルをNHM-SMAPと組み合わせて、グリーンランド氷床の裸氷に存在するクリオコナイトホールが氷床表面質量収支に与える影響を調べる。グリーンランド域における地球システムモデル計算結果と領域気候モデル計算結果の比較も引き続き実施する。最後に、本課題全体の取りまとめを行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] デンマーク・グリーンランド地質調査所(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      デンマーク・グリーンランド地質調査所
  • [雑誌論文] Characteristics of Surface “Melt Potential” over Antarctic Ice Shelves based on Regional Atmospheric Model Simulations of Summer Air Temperature Extremes from 1979/80 to 2018/192023

    • 著者名/発表者名
      Orr Andrew、Deb Pranab、Clem Kyle R.、Gilbert Ella、Bromwich David H.、Boberg Fredrik、Colwell Steve、Hansen Nicolaj、Lazzara Matthew A.、Mooney Priscilla A.、Mottram Ruth、Niwano Masashi、Phillips Tony、Pishniak Denys、Reijmer Carleen H.、van de Berg Willem Jan、Webster Stuart、Zou Xun
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 36 ページ: 3357~3383

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-22-0386.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Temporal variations of surface mass balance over the last 5000?years around Dome Fuji, Dronning Maud Land, East Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji、Fujita Shuji、Inoue Ryo、Motoyama Hideaki、Fukui Kotaro、Hirabayashi Motohiro、Hoshina Yu、Kurita Naoyuki、Nakazawa Fumio、Ohno Hiroshi、Sugiura Konosuke、Suzuki Toshitaka、Tsutaki Shun、Abe-Ouchi Ayako、Niwano Masashi、Parrenin Fr?d?ric、Saito Fuyuki、Yoshimori Masakazu
    • 雑誌名

      Climate of the Past

      巻: 19 ページ: 293~321

    • DOI

      10.5194/cp-19-293-2023

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of Seasonal Snow Mass Balance all over Japan Using a High-Resolution Atmosphere-Snow Model Chain2022

    • 著者名/発表者名
      Niwano Masashi、Suya Masami、Nagaya Koichi、Yamaguchi Satoru、Matoba Sumito、Harada Ikuo、Ohkawara Nozomu
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 18 ページ: 193~198

    • DOI

      10.2151/sola.2022-031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling seasonal growth of phototrophs on bare ice on the Qaanaaq Ice Cap, northwestern Greenland2022

    • 著者名/発表者名
      Onuma Yukihiko、Takeuchi Nozomu、Uetake Jun、Niwano Masashi、Tanaka Sota、Nagatsuka Naoko、Aoki Teruo
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: - ページ: 1~13

    • DOI

      10.1017/jog.2022.76

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The determination of snow parameters using SGLI/GCOM-C spaceborne top-of-atmosphere spectral reflectance measurements over Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      Kokhanovsky A.、Shimada R.、Aoki T.、Hori M.
    • 雑誌名

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer

      巻: 287 ページ: 108226~108226

    • DOI

      10.1016/j.jqsrt.2022.108226

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inclusions in ice layers formed by melting and refreezing processes in a Greenland ice core2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Kaoru、Iizuka Yoshinori、Matoba Sumito、Aoki Teruo、Ando Takuto
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: - ページ: 1~13

    • DOI

      10.1017/jog.2022.101

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increased oceanic dimethyl sulfide emissions in areas of sea ice retreat inferred from a Greenland ice core2022

    • 著者名/発表者名
      Kurosaki Yutaka、Matoba Sumito、Iizuka Yoshinori、Fujita Koji、Shimada Rigen
    • 雑誌名

      Communications Earth and Environment

      巻: 3 ページ: 327

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00661-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High Flux of Small Sulfate Aerosols During the 1970s Reconstructed From the SE‐Dome Ice Core in Greenland2022

    • 著者名/発表者名
      Iizuka Y.、Uemura R.、Matsui H.、Oshima N.、Kawakami K.、Hattori S.、Ohno H.、Matoba S.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 127 ページ: e2022JD036880

    • DOI

      10.1029/2022JD036880

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 気候システムでエアロゾルがもたらす便益と不利益2022

    • 著者名/発表者名
      大島 長
    • 雑誌名

      エアロゾル研究

      巻: 37 ページ: 189~200

    • DOI

      10.11203/jar.37.189

  • [学会発表] The current state and future directions of the polar regional climate model NHM-SMAP2023

    • 著者名/発表者名
      Niwano, M. and the NHM-SMAP model development team
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on Arctic Research
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランドにおける局地風系と降雪過程に関する数値実験2023

    • 著者名/発表者名
      橋本明弘, 黒崎豊, 的場澄人
    • 学会等名
      国立極地研究所「南極領域スケール雪氷研究集会」
  • [学会発表] Impacts of Short-lived Climate Forcers on the Arctic Climate by MRI-ESM2.0 and Multi-model2023

    • 著者名/発表者名
      Oshima, N., M. Deushi, T. Aizawa, and S. Yukimoto
    • 学会等名
      Seventh International Symposium on Arctic Research
    • 国際学会
  • [学会発表] Bare ice darkening impacts on northwestern Greenland ice sheet runoff2022

    • 著者名/発表者名
      Niwano, M., Box, J. E., Fettweis, X., and Wehrle, A.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] グリーンランド北西部で観測された強風に関する数値実験2022

    • 著者名/発表者名
      橋本明弘, 的場澄人, 山崎哲秀, 青木輝夫
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2022
  • [学会発表] Recent albedo variation over the Greenland ice sheet2022

    • 著者名/発表者名
      Aoki, T., R. Shimada, M. Hori, T. Tanikawa, and M. Niwano
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年度連合大会

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公開日: 2023-12-25  

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