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2017 年度 実績報告書

太陽活動の北極振動への影響とメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26281016
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

黒田 友二  気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (80343888)

研究分担者 小寺 邦彦  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 招へい教員 (70343887)
吉田 康平  気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (10636038)
柴田 清孝  高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (50354494)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード気候変動 / 太陽活動 / 北大西洋振動 / 対流圏成層圏結合 / 大気海洋相互作用 / 光化学反応 / 地球システムモデル
研究実績の概要

北極振動は、北極付近を中心に極域から日本を含む中高緯度域の気候系を支配する重要な変動モードである。本研究では、太陽放射強度変動が中高緯度域に与える影響とそのメカニズムを北極振動という観点から明らかにする。その目的のため、平成29年度は下記の項目について研究を行った。
1、衛星観測の利用できる1979‐2017の期間に対し、観測データを用いて太陽活動の北大西洋域への影響について回帰解析を使って調べた。その結果、北半球冬季の太陽活動の高い時期ほど成層圏界面付近では低緯度ほど高温となり、南北の温度勾配に伴う温度風の関係から上部成層圏に東西風偏差が生まれる。それが極夜ジェット振動の季節進行に伴って下降し2月ごろに地表面で北大西洋振動(NAO)的な信号を作ることが分かった。
2、イギリスのイーストアングリア大学が作成した歴史的NAOデータとベルギー王立天文台作成の太陽黒点数データを用いて過去194年にわたる太陽活動とNAOの関係を調べた。
3、気象研で開発した地球システムモデルの過去再現実験を行った結果を用いて太陽活動の11年周期変動の影響の解析を行った。この実験の解析からは、最近の観測の結果とよく似た北大西洋域でのNAOの変動が現れた。さらに長期で見ると歴史的観測データの結果とよく似た太陽活動とNAOの関係性やその50年スケールでの揺らぎが現れることが分かった。
4、太陽11年周期などの紫外線変動の直接的な影響が大きい熱帯中間圏・上部成層圏の循環の改良を図るため10hPaより上層の鉛直分解能を細かくしてその影響を調べたところ、熱帯半年振動(SAO)へのインパクトが非常に大きいことが分かった。また、力学場の改善は化学場にも影響し、オゾンのSAOも改善されることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 11件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford
  • [国際共同研究] GEOMAR(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GEOMAR
  • [雑誌論文] On the origin of the solar cycle modulation of the Southern Annular Mode2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Y.
    • 雑誌名

      J. Geophy. Res.

      巻: 123 ページ: 1959-1969

    • DOI

      10.1002/2017JD027091

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of experiment design and comparison of models participating in phase 1 of the SPARC Quasi-Biennial Oscillation initiative (QBOi)2018

    • 著者名/発表者名
      Butchart, N., S., Yoshida, K., et al.
    • 雑誌名

      Geosci. Model Dev.

      巻: 11 ページ: 1009-1032

    • DOI

      10.5194/gmd-2017-187

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A simple multivariable maximum covariance analysis method2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Y., and K. Kodera
    • 雑誌名

      J. Meteor. Soc. Japan,

      巻: 95 ページ: 171-180

    • DOI

      10.2151/jmsj.2017-009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics and predictability of downward-propagating stratospheric planetary waves observed in March 20072017

    • 著者名/発表者名
      Mukougawa H., S. Notuchi, Y. Kuroda, R. Mizuta, and K. Kodera
    • 雑誌名

      J. Atmos. Sci.

      巻: 74 ページ: 3533-3550

    • DOI

      10.1175/JAS-D-16-0330.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eurasian cold surges triggered by the nonlinear reflection of stratospheric planetary waves in December 20122017

    • 著者名/発表者名
      Kodera K. and H. Mukougawa
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 13 ページ: 140-145

    • DOI

      10.2151/sola.2017-026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Future Changes in the Ozone Quasi-Biennial Oscillation with Increasing GHGs and Ozone Recovery in CCMI Simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Naoe, H., M. Deushi, K. Yoshida, and K. Shibata
    • 雑誌名

      J. Climate

      巻: 30 ページ: 6977-6997

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-16-0464.1

  • [雑誌論文] Contribution of different processes to changes in tropical lower-stratospheric water vapor in chemistr-climate models2017

    • 著者名/発表者名
      Smalley, K. M., A. E. Dessler, S. Bekki, M. Deushi, M. Marchand, O. Morgenstern, D. A. Plummer, K. Shibata, Y. Yamashita, and G. Zeng
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys.

      巻: 17 ページ: 8031-8044

    • DOI

      10.5194/acp-17-8031-2017

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The PMIP4 contribution to CMIP6 -Part 4: Scientific objectives and experimental design of the PMIP4-CMIP6 Last Glacial Maximum experiments and PMIP4 sensitivity experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Kageyama, M., Albani, S., Yoshida, K. et al.
    • 雑誌名

      Geosci. Model Dev.

      巻: 10 ページ: 4035-4055

    • DOI

      10.5194/gmd-10-4035-2017

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] mpact of the tropical lower stratospheric cooling on extreme deep convective activity: Abrupt seasonal transition in boreal summer monsoon2018

    • 著者名/発表者名
      小寺邦彦, R. Ueyama, 江口菜穂
    • 学会等名
      熱帯気象研究会
  • [学会発表] 太陽活動による南半球環状モード変調の起源2017

    • 著者名/発表者名
      黒田友二
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
  • [学会発表] 太陽活動の北大西洋域への影響について2017

    • 著者名/発表者名
      黒田友二
    • 学会等名
      異常気象研究会
  • [学会発表] CMIP6における太陽活動変動と地球システムモデルの対応2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 康平, 出牛 真, 行本 誠史
    • 学会等名
      SMILES-2サイエンスワークショップ
  • [学会発表] Influence of the solar cycle on the polar-night jet oscillation2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, Y.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of atmospheric waves on the maintenance and variability of te southern subtropical jet in winter2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, Y.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Stratospheric Cooling on the Tropical Troposphere and the Ocean2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kodera, N. Eguchi, R. Ueyama, B. M. Funatsu, and C. Claud
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved climate simulation using a new earth system model MRI-ESM2 focusing on middle atmosphere2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., S. Yukimoto, M. Deushi, H. Kawai, N. Oshima, T. Koshiro, E. Shindo, M. Hosaka, H. Tsujino, S. Urakawa, H. Yoshimura, T. Y. Tanaka, and Y. Adachi
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Earth System Modelling
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of recent tropical stratospheric cooling on tropical ocean and tropospheric circulation change2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kodera, N. Eguchi, R. Ueyama, Y. Kuroda, C. Kobayashi
    • 学会等名
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop- QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of stratospheric dynamical change on the development of tropical deep convection2017

    • 著者名/発表者名
      N. Eguchi, T. Nasuno, K. Kodera
    • 学会等名
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop- QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible role of tropical stratospheric cooling on recent tropical change through modulation of extreme deep convection2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kodera, N. Eguchi
    • 学会等名
      Asian Conference on Meteorology 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvements of Quasi-Biennial Oscillation simulation in the Meteorological Research Institute earth system model2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K. and H. Naoe
    • 学会等名
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop - QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar-PJO relationship and the NAO -Analysis with an earth system model2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, Y.
    • 学会等名
      SOLARIS-HEPPA group meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear response of Pacific SSTs to Solar cycle2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kodera, Y. Kuroda, and R. Thieblemont
    • 学会等名
      SOLARIS-HEPPA group meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of increase in vertical resolution of chemistry-climate model on the equatorial semi-annual oscillation above the upper stratosphere2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 国際学会
  • [図書] 気候変動の辞典2017

    • 著者名/発表者名
      黒田友二(分担)
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254161298

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-22  

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