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2024 年度 実績報告書

過去から将来の熱帯太平洋大気海洋系のパターン変化に対する統合的理解と予測

研究課題

研究課題/領域番号 24H00261
研究機関東京大学

研究代表者

渡部 雅浩  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (70344497)

研究分担者 塩竈 秀夫  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (30391113)
時長 宏樹  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80421890)
小坂 優  東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (90746398)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2028-03-31
キーワード気候変動 / 熱帯太平洋 / 海面水温パターン / 気候モデル / 要因分析
研究実績の概要

地球温暖化に伴う熱帯太平洋域の海面水温分布と大気循環の変化は、各地の極端気象の頻度と強度に強く影響するとともに、温暖化自体を加速・減速することが知られている。しかし、過去数十年の海面水温変化のパターンは気候モデルによる将来予測とは逆向きで、東西の海面水温勾配および大気循環が強化されている。また、気候モデルは過去の観測された変化をよく再現できていない。そこで、本研究では、過去と将来の熱帯太平洋海面水温パターンの変化を整合的に説明する理論的枠組みを構築し、気候モデルによる仮説検証型のシミュレーションを実施して検証することで、より確かな気候変動将来予測の知見を得ることを目的とする。

今年度は、まず既存の論文を幅広くレビューし、過去の熱帯太平洋SSTパターン変化に関するモデルと観測の不一致および過去の観測と将来予測の不整合を解消するための問題特定および検証すべきストーリーラインを提示する論文を執筆した。これは予想以上の成果となった(以下参照)。また、気候モデルを用いた多様な数値実験から、温暖化時に熱帯ウォーカー循環が弱化するかどうかは温暖化の直接効果と海面水温パターンの効果で決まること、過去のウォーカー循環の強化には亜熱帯南太平洋の海面水温変化が重要であること、などを明らかにした。これらの結果は論文として公表済みである。

上記の研究を推進するにあたり、英独米豪台の研究者との密な議論および共同研究を行った。本研究の成果を広く気候科学コミュニティにフィードバックするためにも、こうした国際共同研究は重要と考える。

現在までの達成度
現在までの達成度

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今年度の計画として、「過去の熱帯太平洋SSTパターン変化に関するモデルと観測の不一致および過去の観測と将来予測の不整合を解消するために、まず既存の論文を幅広くレビューし、問題の特定および検証すべきストーリーラインを提示する論文を執筆する」ことを挙げていたが、これに国際研究チームを構成して取り組み、結果をNature誌に掲載することができた。この論文は大きな反響を呼び、本研究の初期成果として予想以上の波及効果を得た。

今後の研究の推進方策

今年度は、昨年度の成果に基づき、ストーリーラインを構成する以下のような個別の課題に取り組むとともに、最終年度に統合的な理解が得られるよう、全体を俯瞰しつつ研究を進める。
・将来気候におけるSST勾配の弱化を理論化する
・過去の観測されたSST勾配の強化とシミュレーションが示す弱化の間の不一致を説明できる具体的なモデルの誤差・バイアスを特定する

研究チームによる気候モデル実験および観測データ解析を着実に進めるが、加えて国際共同研究を推進し、広く気候科学コミュニティでの理解とコンセンサスを得られるよう、ワークショップや研究者の派遣・受け入れなどを通じて取り組む。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2025 2024 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Mat Collins/University of Exeter(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Mat Collins/University of Exeter
  • [国際共同研究] Malte Stuecker/University of Hawaii(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Malte Stuecker/University of Hawaii
  • [国際共同研究] Sarah M Kang/Max Planck Institute for Meteorology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Sarah M Kang/Max Planck Institute for Meteorology
  • [国際共同研究] Shayne McGregor/Monash University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Shayne McGregor/Monash University
  • [国際共同研究] Yen-Ting Hwang/National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Yen-Ting Hwang/National Taiwan University
  • [雑誌論文] Common and Distinct Drivers of Convective Mass Flux and Walker Circulation Changes2025

    • 著者名/発表者名
      Kang Sarah M.、Watanabe Masahiro、Gayler Veronika
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 52 ページ: e2024GL111897

    • DOI

      10.1029/2024GL111897

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Possible shift in controls of the tropical Pacific surface warming pattern2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Masahiro、Kang Sarah M.、Collins Matthew、Hwang Yen-Ting、McGregor Shayne、Stuecker Malte F.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 630 ページ: 315~324

    • DOI

      10.1038/s41586-024-07452-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Walker circulation strengthening driven by sea surface temperature changes outside the tropics2024

    • 著者名/発表者名
      Toda Masaki、Kosaka Yu、Miyamoto Ayumu、Watanabe Masahiro
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 17 ページ: 858~865

    • DOI

      10.1038/s41561-024-01510-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Tropical Pacific SST pattern problem2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M.
    • 学会等名
      China-Japan-Korea Ocean and Earth System Science Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tropical Pacific SST pattern problem2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M.
    • 学会等名
      CLIVAR Workshop on Interaction among the tropical basins: Observations and simulations
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Value of climate models in attributing and projecting large-scale climate changes2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M.
    • 学会等名
      AOGS2024
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 近年の熱帯太平洋海面水温パターン変化は謎2024

    • 著者名/発表者名
      渡部雅浩
    • 学会等名
      第12回海中海底工学フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 気候科学における数値モデリング:これまでとこれから2024

    • 著者名/発表者名
      渡部雅浩
    • 学会等名
      日本気象学会2024年春季大会シンポジウム「変わりゆく気候科学における数値モデリングの役割」
    • 招待講演
  • [学会発表] 気候変動の科学と大学の役割2024

    • 著者名/発表者名
      渡部雅浩
    • 学会等名
      第4回琉大SDGsシンポジウム
    • 招待講演
  • [図書] 気候変動と社会2024

    • 著者名/発表者名
      東京大学 気候と社会連携研究機構
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      978-4-13-062732-0
  • [図書] 本当に感動する サイエンス超入門!空のふしぎを解き明かす 天気はなぜ変わるのか2024

    • 著者名/発表者名
      渡部雅浩(監修)
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      ニュートンプレス
    • ISBN
      978-4-315-52862-6
  • [備考] CLIVAR-CFMIP TROPICS working group

    • URL

      https://www.clivar.org/TROPICS

  • [学会・シンポジウム開催] UTokyo-SNU-Yonsei Univ Joint Workshop on Earth System Interaction under Changing Climate2024

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公開日: 2025-12-26  

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