気候変動に伴う赤道準2年振動の変化メカニズムの解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26287117
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 河谷 芳雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 統合的気候変動予測研究分野, 主任研究員 (00392960)
• 研究分担者: 宮崎 和幸 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (30435838) ; 藤原 正智 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (00360941)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 赤道準2年振動 / 中層大気 / 再解析データ

研究実績の概要

昨年度に引き続き、非定常重力波パラメタリゼーションを組み込まずとも赤道準2年振動(QBO)を再現可能にしたMIROC気候モデル実験を行い、QBO再現に対する水平鉛直解像度依存性や物理過程依存性を調査した。昨年度実験済みのデータを用いて、現在気候におけるQBOの再現性の評価、温暖化気候におけるQBO変調を、世界の他の研究機関の実験データと合わせて解析した。
成層圏順二年周期振動(QBO)が対流圏における東西平均循環および対流活動にあたえる影響について徹底的に調べるための手法を提案し、観測データ、再解析データセットを用いて統計的有意な変動を調べた。その結果、北半球夏季・冬季の夏極における循環と降水活動の変化や、南半球冬の亜熱帯ジェットの南北移動など、いままでに知られていない有意なシグナルがいくつか見い出された。
引き続き、全球大気再解析データの比較・評価を、国際プロジェクトS-RIPのもとで進めた。力学場の季節変動や年々変動を比較した結果を、Long et al. (2017)として出版した。この中で、QBOを念頭に東西風データの比較をおこなっている。また、オゾンと水蒸気場の季節変動や年々変動を比較した結果を、Davis et al. (2017)として出版した。QBOに伴うオゾン変動の様子も比較した。
気象再解析および大気組成を中心的に対象とした複数の再解析について、過去10年分程度についてオゾンの3次元分布を比較した。オゾンは放射過程を介して気象および風の場に影響するため、その品質は気象再解析を向上する上で重要である。気温および風への影響が大きい上部対流圏・下部成層圏で、オゾン濃度場の再解析データ間の差異が大きいことが分かった。データ同化手法や利用した観測データの違いに帰着する考察を行った。

現在までの達成度 (段落)

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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] オックスフォード大学/イギリス国立大気科学センター/レディング大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: オックスフォード大学/イギリス国立大気科学センター/レディング大学
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] ハワイ大学/NorthWest Research Associates/NASAジェット推進研究所(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ハワイ大学/NorthWest Research Associates/NASAジェット推進研究所
  • 他の機関数: 6
• [国際共同研究] カナダ気象センター/Environment and Climate Change Canada(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: カナダ気象センター/Environment and Climate Change Canada
• [国際共同研究] 王立気象研究所(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: 王立気象研究所
• [国際共同研究] GEOMAR(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: GEOMAR
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [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 Neal、Anstey James A.、Hamilton Kevin、Osprey Scott、McLandress Charles、Bushell Andrew C.、Kawatani Yoshio et al.
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 11 ページ: 1009～1032
  • DOI: https://doi.org/10.5194/gmd-11-1009-2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First Successful Hindcasts of the 2016 Disruption of the Stratospheric Quasi-biennial Oscillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S.、Hamilton K.、Osprey S.、Kawatani Y.、Nishimoto E.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 45 ページ: 1602～1610
  • DOI: https://doi.org/10.1002/2017GL076406
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The influences of El Nino and Arctic sea-ice on the QBO disruption in February 2016 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirota, N., H. Shiogama, H. Akiyoshi, T. Ogura, M. Takahashi, Y. Kawatani, M. Kimoto and M. Mori
  • 雑誌名: npj Climate and Atmospheric Science 巻: - ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Surface impacts of the Quasi Biennial Oscillation (2017)
  • 著者名/発表者名: Gray Lesley J.、Anstey James A.、Kawatani Yoshio、Lu Hua、Osprey Scott、Schenzinger Verena
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 巻: - ページ: 1～34
  • DOI: https://doi.org/10.5194/acp-2017-1065
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Climatology and interannual variability of dynamic variables in multiple reanalyses evaluated by the SPARC Reanalysis Intercomparison Project?(S-RIP) (2017)
  • 著者名/発表者名: Long Craig S.、Fujiwara Masatomo、Davis Sean、Mitchell Daniel M.、Wright Corwin J.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 17 ページ: 14593～14629
  • DOI: https://doi.org/10.5194/acp-17-14593-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessment of upper tropospheric and stratospheric water vapor and ozone in reanalyses as part of S-RIP (2017)
  • 著者名/発表者名: Davis Sean M.、Hegglin Michaela I.、Fujiwara Masatomo、Dragani Rossana、Harada Yayoi、Kobayashi Chiaki、Long Craig、Manney Gloria L.、Nash Eric R.、Potter Gerald L.、Tegtmeier Susann、Wang Tao、Wargan Krzysztof、Wright Jonathon S.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 17 ページ: 12743～12778
  • DOI: https://doi.org/10.5194/acp-17-12743-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of ACCMIP ozone simulations and ozonesonde sampling biases using a satellite-based multi-constituent chemical reanalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Kazuyuki、Bowman Kevin
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 17 ページ: 8285～8312
  • DOI: https://doi.org/10.5194/acp-17-8285-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The QBO modulations associated with ENSO in the MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton, Kazuyoshi Kikuchi
  • 学会等名: AORI-POSTEC workshop
  • 国際学会
• [学会発表] The effects of well-resolved stratosphere on representations of the Northern winter tropospheric circulations in the MIROC-AGCM simulations (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Lesley Gray, Scott Osprey, Shingo Watanabe, Yosuke Yamashita
  • 学会等名: The 3rd International Workshop on “Climate Change and Precipitation in the East Asia”
  • 国際学会
• [学会発表] The QBO modulations associated with ENSO in the MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton, Kazuyoshi Kikuchi
  • 学会等名: 熱帯気象研究会
• [学会発表] 再解析間比較に基づく赤道域中層大気の東西風観測の重要性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河谷芳雄
  • 学会等名: SMILES-2サイエンスワークショップ
• [学会発表] ENSO modulation of the QBO: Results from MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton
  • 学会等名: Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop - QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
  • 国際学会
• [学会発表] 成層圏が対流圏循環に及ぼす影響：MIROC-AGCMを用いた考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河谷芳雄, 渡辺 真吾, Lesley Gray, Scott Osprey
  • 学会等名: 日本気象学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 成層圏が対流圏循環に及ぼす影響：MIROC-AGCMを用いた考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河谷芳雄、Kevin Hamilton、Lesley Gray、Scott Osprey、渡辺真吾、山下陽介
  • 学会等名: 「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
• [学会発表] Results from the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) during 2013-2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., G. Manney, L. Gray, J. Wright, and the S-RIP team
  • 学会等名: 5th International Conference on Reanalysis (ICR5)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Introduction to the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., G. Manney, L. Gray
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Application of multi-constituent satellite data assimilation for KORUS-AQ (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., T. Sekiya, D. Fu, K. W. Bowman, T. Walker, S. S. Kulawik, K. Sudo, Y. Kanaya, M. Takigawa, K. Ogochi, B. Gaubert, J. Barre, L. Emmons
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a tropospheric chemistry data assimilation system: GEOS-Chem-EnKF (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, K., K. Bowman, K. Yumimoto, T. Walker
  • 学会等名: The 8th International GEOS-Chem Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Thorough survey of zonal mean influence of the stratospheric QBO on the troposphere, Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishimoto E. and S. Yoden
  • 学会等名: Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop - QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/yoshiokawatani
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/kazuyukimiyazaki/
• [備考]
  • URL: http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/