| 研究領域 | 気候系のｈｏｔ ｓｐｏｔ：熱帯と寒帯が近接するモンスーンアジアの大気海洋結合変動 |
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| 研究課題/領域番号 |
25106702
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
杉本 周作 東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (50547320)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 黒潮親潮混合域 / 大気海洋間熱交換関係 / 大気海洋相互作用 / 黒潮続流 / 黒潮分岐流 / 日本海 / 降水 |
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| 研究概要 |
黒潮親潮混合域の東部領域（以下，東部混合域）では，冬季に膨大な熱が海洋から大気に向けて供給されている．そこで，本年度は，海洋観測資料・大気再解析資料を用いることで，熱（乱流熱フラックス）変動の実態とその要因解明を目指した．まず，簡単な数値実験を行うことで，熱放出決定に果たす大気・海洋双方の役割の定量化を行った．その結果，東部混合域での大気海洋間熱交換は，海面水温によることがわかった．すなわち，海面水温が高い時期ほど，膨大な熱が大気に供給されていた．これは従来の大気海洋関係（寒冷大気が海から熱を奪い，海面水温低下をもたらす関係）とは異なる興味深い結果であった．次に，Argoフロート・船舶観測資料，衛星観測海面高度計資料を駆使し，東部混合域での海面水温決定要因を調べた．その結果，黒潮分岐流の出現に伴う黒潮系水（高温・高塩で特徴づけられる水）の輸送が，東部混合域の海面水温決定の主因であることがわかった．
上記熱交換に関する研究手法を，日本海にも適用し，その理解を得ることを目指した．この際，冬季潜熱フラックスに注目し，その絶対値と時間変動が卓越する秋田県沖に焦点をあてた．その結果，秋田県沖の海面水温は，対馬暖流流量により変動しており，この海面水温変動が直上大気への水蒸気放出量決定の主因であることがわかった．また，AMeDAS観測資料を用いた結果，この秋田県沖での水蒸気（潜熱フラックス）変動は，北日本の日本海沿岸部の降水量変動と有意な関係にあることがわかった．従来，冬季季節風こそが日本海沿岸部の降水量変動の要因であるとされてきたが，本結果はこれとは異なるものであった．すなわち，本成果は，日本海海面水温の理解こそが，日本の気象場，および防災・減災を目指す上で重要であることを示したものである．
一連の成果は，国内・国外の学会で発表され，1編が国際誌に掲載され，3編が投稿査読中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度の目的は，東部混合域の大気海洋間熱交換関係の理解，および該当海域の海洋構造の実態を理解することであった．それゆえに，大気再解析資料・船舶観測資料・Argoフロート等，多種にわたる資料を収集し，その熱交換の実態を解明し，黒潮分岐流に伴う海面水温変動がその主因であることを明らかにした本年度は，当初の目的を十分に達成しと判断する．加えて，本年度は，東部混合域で用いた研究手法を，他海域（日本海）にも応用・展開し，対馬暖流流量の増減に伴う海面水温変化が，上空大気への潜熱放出の主因であることを明らかにし，これが冬季日本海沿岸部の降水に影響することを報告した．この研究成果は，学術的興味に留まらず，天気予報の改善，および防災・減災の観点で日本国民の生活にとっても非常に意義深い知見である．それゆえに，本年度の研究活動は，「当初の計画以上」に進展したと判断する．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は，東部混合域海面水温が果たす大気大循環場へのフィードバック機構解明に迫る予定である．具体的には，次の手順を想定している．（１）解析資料の収集：主に，気象庁作成の大気再解析資料を使用する．また，研究対象の中・高緯度大気にはエルニーニョ現象に関する信号が大きくあらわれるが，これは本研究にとってノイズに他ならない．そこで，本研究では，経験的直交関数解析等の統計的手法を用いることで，エルニーニョ現象に関連する信号を除去することとする．（２）大気へのフィードバック機構の検討：現時点では，海面水温に応じた熱放出（海面乱流熱フラックス）が，上空大気温度の鉛直構造を変え，結果として大気大循環場に影響するものと考えている．そこで，この仮説を検証するために，熱放出量（増大期・減少期）による合成図解析を行い，対流圏全層での大気応答特性を調べる．そして，中・高緯度大気海洋相互作用系の実態を，東部混合域海面水温が与える大気への強制という観点から考察する．（３）変動シナリオの構築：2年度にわたり得られた成果を総合的に解釈することで，気候の数十年変動の実態に迫ることを目的とする．そして，得られた成果を，国内・国外で開催される学会で広く公表し，学術論文としてまとめ国際学術雑誌に投稿する予定でいる．
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