2020 Fiscal Year Annual Research Report
Impacts of rapid SST rise in western boundary currents and marginal seas on extreme weather events
| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05697
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
飯塚 聡 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 総括主任研究員 (40414403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
万田 敦昌 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00343343)
佐藤 友徳 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10512270)
川瀬 宏明 気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (20537287)
安永 数明 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (50421889)
美山 透 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 主任研究員 (80358770)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 令和元年東日本台風 / 海洋熱波 / 海面水温 / 極端気象 / 温暖化 / 豪雨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年東日本台風に伴う大雨に対する近年の中緯度海洋の変化が果たした役割について興味深い成果が得られた。具体的には，北海道・東北沖の親潮域での海面水温の上昇傾向について調べた結果，海洋熱波と呼ばれる海面水温の異常高温が2010～2016年の毎年夏に発生していることが明らかになった。しかも，この異常高温は2019年にも発生し，東北沿岸域に令和元年東日本台風による大雨をもたらした要因にもなっていることも明らかになった。さらに，1980年以降の日本周辺の気温と海面水温の長期的な上昇により，大気中の水蒸気量の増加と台風強度の維持にそれぞれ影響し，関東・甲信地方において令和元年東日本台風に伴う大雨を10%以上増加させたことを明らかにした。
甚大な被害をもたらした令和2年7月3日の球磨川流域で発生した線状降水帯に対しても1980年以降の温暖化の影響を評価した。また，この豪雨に対する水蒸気供給源を数値シミュレーションの結果を利用して評価した。その結果，黒潮域を含む中緯度西部西太平洋海域からの水蒸気供給が全体の約4割にも達し，中緯度海洋の重要性が示唆された。
地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース（d4PDF）を用いた解析から，atmospheric river型の気圧配置の際に北日本の大雨の強度や頻度が日本海の海水温に敏感であることが分かった。加えて，観測データを用いた解析から、顕著な水蒸気輸送を伴う北日本の豪雨は，気温上昇に対して強度増加が明瞭であることを発見した。
東シナ海の離島（女島）においても気象測器を設置し，日本海の離島（石川県舳倉島）とともに気象変数のデータの継続的な取得を進めた。また，中緯度海洋のような局所的な海面水温変動特性の解析に適用できる従来の経験的直交関数（EOF）とは異なる新たな手法開発も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に掲げた当初の目的にそって、観測およびモデルデータの解析が進んでいる。2010～2016年の毎年夏に発生した北海道・東北沖で海洋熱波と呼ばれる水温上昇については，論文を出版しプレスリリースも行った。令和元年東日本台風に伴う大雨に対する近年の気温・海面水温の長期的な上昇の影響や北海道・東北沖の海洋の暖水渦に伴う異常高水温が及ぼす影響についての論文を出版し、その一部についてはプレスリリースを行った。また、中緯度海洋のような局所的な海面水温変動特性の解析に適用できるスパース性にもとづく新たな手法を提案できつつある。
研究計画に掲げた水蒸気輸送に関する研究テーマでは，熱帯と中緯度のそれぞれの海域からの水蒸気供給の相対的寄与を定量化した。また，九州北部における集中豪雨イベント発生時における水蒸気輸送をモニタリングする目的で，東シナ海に位置する無人島である女島で計画通り気象観測を開始し，令和2年7月豪雨前後の九州へと向かう下層の水蒸気を捉える等順調にデータを取得している。同様に，日本海の舳倉島でも計画通り気象観測を行い，順調にデータを取得している。
また，気象庁のアメダス10分値を用いた降雨イベント毎の詳細な解析では、豪雨の原因となる総観場を分類できることが示された。その知見はモデルデータ解析でも活用されただけでなく、モデル評価や温暖化を想定した実験にも適用できることから一層の波及が期待される。以上の点から，おおむね順調に計画を進めることができたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋熱波の発生状況を日本周辺の他の海域についても調査する。また，海面水温の長期変化や海洋前線等にも注目し、複数の高解像度の海洋再解析データと既存の衛星観測に基づく海面水温データを比較し、大気に影響を与えていると考えられる海面水温データの不確実性を調査する。引き続き解析事例を増やし，その知見を集約することで，日本近海の海面水温が極端気象に及ぼす影響のより包括的な理解を目指す。その一環として，日本周辺海域に特有な黒潮大蛇行に着目し，それに伴う海面水温変動が極端気象に及ぼす影響について，黒潮周辺の流動・水温構造の長期的な変化も踏まえつつ調査を行う。また，極端気象の発生要因として極めて重要である，水蒸気の時空間変動に対する日本近海の水蒸気供給の役割を明確化する目的で，対流圏中層における水蒸気輸送および海面における蒸発という二つの過程が極端気象に及ぼす影響に関する調査を行う。
豪雪についても，地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース（d4PDF）等を用いて、気象条件による違いを考慮しつつ豪雪・少雪等の長期変調について調査するとともに，近年の気温上昇及び水温上昇が令和2年度の記録的豪雪に及ぼした影響についても調べる。また，日本周辺の海面水温と豪雨・豪雪との関係について、個々の事例研究による理解を統合し、一般化した理解に帰結するような解析を検討し，その有効性を調査する。そのため、これまでの大気総観場分類の知見を温暖化による長期変調の解析へと拡張する。
これまで実施してきた，日本周辺の海面水温が暖候期の降水粒子の特性の季節変動に関する観測を2021年度も継続するとともに，新たな物理パラメータに着目した解析を進め，今後の集中観測に貢献するための基礎的データ、数値モデルの検証用データとして活用するためのデータの整備を進める。
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