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2011 年度 実績報告書

気候プロキシの包括的理解に向けた同位体大気海洋結合モデル構築

研究課題

研究課題/領域番号 23686071
研究種目

若手研究(A)

研究機関東京大学

研究代表者

芳村 圭  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50376638)

キーワード水安定同位体比 / 結合大循環モデル / 気候プロキシ / データ同化 / 古気候 / 20世紀再解析 / セルロース同位体比 / 海洋循環
研究概要

10篇の査読付き論文の出版、9件(研究代表者が発表したもののみ)の発表によく表れているように、極めて生産性の高い年度を過ごすことができた。また年度当初に、アンサンブル平均場を直接再解析における拘束条件として使用できないことが判明したが、「単一メンバー修正法」を開発することによりこの問題をクリアし、無事に1871年から2008年までの「20世紀同位体再解析」を完成させることができた。これらの成果は次年度以降に論文化していく予定である。この約140年間のデータを用いて、氷帽アイスコア・サンゴ・樹木セルロースの酸素・水素同位体比との比較を行った。特にサンゴと樹木セルロースの同位体比について、モデルと観測の時系列データが比較可能となったのはこの研究が初めてのことである。その結果、1960年以降の降水同位体比は、過去の類似研究と同程度の信頼性で再現されていることが確認できた。氷帽アイスコアに関しては、降水よりは再現精度がやや劣化することが確認できた。その原因は、主に空間解像度に依存する高山での循環場の再現性能の低さと降水後の素過程(融解や雪の巻き上げ等)の影響が大きいと考えられる。サンゴ殻の炭酸カルシウムに含まれる酸素同位体比から得られる海水酸素同位体比について、モデルから求めたものと比較すると、特に降水量が多い場所で精度よく再現できることが明らかになった。降水量の少ない場所では、モデルに含まれていない素過程が影響(例えば海流の変化や河川からの淡水流入)を与えているということを示唆している。一方、セルロースの酸素同位体比は降水の影響に加えて相対湿度と水蒸気の同位体比の影響が強く表れることが分かった。

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

140年分の同位体再解析データが完成し、その解析を進めている。気候プロキシシミュレータ的なものの開発を進めており、来年度には結果を示せる予定である。また、古気候シミュレーションの準備も進んでおり、そちらも順調である。

今後の研究の推進方策

各要素モデルへの同位体物質導入のコーディングを入念に行う。地表面蒸発散過程での同位体挙動観測については、農環研の間瀬水田を利用した観測計画を策定し、生産技術研究所のフラックス観測グループと連携しつつ実行する。また、降水や水蒸気・土壌水分・積雪・河川水等の水素酸素同位体比情報が、吸収・交換・輸送といった様々な物理的・生化学的過程を踏まえてセルロースやサンゴ、石筍、氷床コア等の一部として固定される際の挙動をモデル化する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synoptic and mesoscale controls on the isotopic composition of precipitation in the southwestern US2012

    • 著者名/発表者名
      Berkelhammer, M., L.Stott, K.Yoshimura, K.Johnson, A.Sinha
    • 雑誌名

      Climate Dynamics

      巻: 38 ページ: 433-454

    • DOI

      DOI:10.1007/s00382-011-1262-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The isotopic composition of precipitation from a winter storm-a case study with the limited-area model COSMOiso2012

    • 著者名/発表者名
      Pfahl, S., H.Wernli, K.Yoshimura
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 12 ページ: 1629-1648

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Seasonal Variation of Near-surface Water Vapor D/H Isotope Ratio Revealed by Continuous in situ Measurement in Sapporo, Japan2012

    • 著者名/発表者名
      Sunmonu, N., K.Muramoto, N.Kurita, K.Yoshimura, Y.Fujiyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Online Letters on the Atmosphere

      巻: 8 ページ: 5-8

    • DOI

      doi:10.2151/sola.2012-002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] サンゴ記録と同位体大循環モデルを用いた海水酸素同位体比変動メカニズムの定量的理解2012

    • 著者名/発表者名
      小島啓太郎・芳村圭・鈴木淳・沖大幹
    • 雑誌名

      水工学論文集

      巻: 56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 陸面モデルにおけるサブグリッドスケールの積雪被覆率と積雪深の変化の表現2012

    • 著者名/発表者名
      新田友子・芳村圭・高田久美子・大石龍太・鼎信次郎・沖大幹
    • 雑誌名

      水工学論文集

      巻: 56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of large-scale moisture transport and mesoscale processes on precipitation isotope ratios observed at Sumatera, Indonesia2011

    • 著者名/発表者名
      Fudeyasu, H., K.Ichiyanagi, K.Yoshimura, S.Mori, N.Sakurai, J.-I.Hamada, M.D.Yamanaka, J.Matsumoto, F.Syamsudin
    • 雑誌名

      Journal of Meteorological Society of Japan

      巻: 89A ページ: 49-59

    • DOI

      doi:10.2151/jmsj.2011-A03

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of an isotopic AGCM with new quasi global satellite measurements of water vapor isotopologues2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, K., C.Frankenberg, J.Lee, M.Kanamitsu, J.Worden, T.Rockmann
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 116

    • DOI

      doi:10.1029/2011JD016035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] El Nino effects on the isotopic composition of oxygen in atmospheric CO22011

    • 著者名/発表者名
      Welp, L., R.F.Keeling, H.A.J.Meijer, A.F.Bollenbacher, S.C.Piper, K.Yoshimura, R.J.Francey, C.E.Allison, M.Wahlen
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 477 ページ: 141-144

    • DOI

      doi:10.1038/nature10421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water origins over central and southern Japan during the early summer rainy season as simulated with an isotope circulation model2011

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka, A., R.Kawamura, K.Ichiyanagi, M.Tanoue, K.Yoshimura
    • 雑誌名

      Scientific Online Letters on the Atmosphere

      巻: 7 ページ: 141-144

    • DOI

      doi:10.2151/sola.2011-036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial variation in turbulent heat fluxes in Drake Passage2011

    • 著者名/発表者名
      C.-L.Jiang, S.T.Gille, J.Sprintall, K.Yoshimura, M.Kanamitsu
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 25 ページ: 1470-1488

    • DOI

      doi:10.1175/2011JCLI4071.1

    • 査読あり
  • [学会発表] 140-year Isotope Reanalysis2012

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      Using Paleo-Climate Model/Data Comparisons to Constrain Future Projections
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2012-03-01
  • [学会発表] Comparison of an isotopic AGCM with new quasi global satellite measurements of water vapor isotopologues2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura; C.Frankenberg; J.Lee; M.Kanamitsu; J.Worden; T.Roeckmann
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2011 Fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2011-12-06
  • [学会発表] Study on processes of Earth hydrological cycle with stable water isotopes2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      8th Japanese-German Frontiers of Science (JGFoS) Symposium
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2011-10-28
  • [学会発表] On Dynamical Downscaling of an Ensemble Product2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      Third International workshop on downscaling
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2011-10-17
  • [学会発表] Validating an isotopic AGCM with new satellite measurements of water vapor isotopologues2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      The 32nd Asian Conference on Remote Sensing
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2011-10-03
  • [学会発表] 水循環モデルによる水同位体全球データの検証と古気候研究への展開2011

    • 著者名/発表者名
      芳村圭
    • 学会等名
      第1回同位体環境学シンポジウム
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-29
  • [学会発表] ACRE Downscaling : 20C Reanalysis Application for Paleoclimate tracer simulations2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      The 4th Atmospheric Circulation Reconstructions over the Earth (ACRE) Workshop
    • 発表場所
      DeBilt, the Netherlands
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] A tracer simulation with IsoRSM on the issue of Fukushima nuclear accident2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimura
    • 学会等名
      11th International RSM Workshop
    • 発表場所
      Jhongli, Taiwan
    • 年月日
      2011-08-15
  • [学会発表] 過去140年間の全球水同位体再解析2011

    • 著者名/発表者名
      芳村圭
    • 学会等名
      JpGU2011
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2011-05-23
  • [備考]

    • URL

      http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~kei/?CV

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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