2021 Fiscal Year Annual Research Report
Uncertainties of climate variability and change and future projection in mid-latitudes
| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05704
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
見延 庄士郎 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増永 浩彦 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00444422)
杉本 周作 東北大学, 理学研究科, 准教授 (50547320)
佐々木 克徳 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50604815)
時長 宏樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80421890)
釜江 陽一 筑波大学, 生命環境系, 助教 (80714162)
山本 絢子 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (20811003)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 大気海洋相互作用 / 地球温暖化 / 中緯度 / CMIP6 / HighResMIP / d4PDF / 衛星データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
黒潮大蛇行に伴う冬季の大気への影響を調べるために，領域大気モデルWRFを用いて2001から2010年までの数値実験を行った。その結果，黒潮大蛇行に伴う海面水温偏差の影響に対する対流圏下層風の応答は黒潮直上だけではなく，関東地方東岸まで続いていることが明らかになった。高解像度大気大循環モデルによって実施された地球温暖化予測実験の結果を解析し，中緯度における組織的な水蒸気輸送による極端降水の発生メカニズムを調査した。さらに，極端降水の強度・頻度の地球温暖化時の変化を評価した。台風の最近数十年の変化が，どういう原因によって生じているかの明らかにするために，HighResMIPの複数モデル実験を組み合わせた解析を実行した。前年度から継続している太平洋十年規模振動に伴う大気海洋相互作用について，国際ワークショップや国内学会にて発表を行った。さらに，CMIP6/HighResMIP 高解像度大気海洋結合モデル実験結果とd4PDFのラージアンサンブル実験を解析して，太平洋海面水温変動と台風活動の関係性に関する研究を開始した。
世界の亜熱帯域のなかでも卓越して発達する日本南東沖冬季混合層深度について，過去60年にわたる観測資料解析を収集・整備して解析を行った結果，6％の浅化を見出し，その要因が海洋温暖化を反映した晩秋の表層成層強化にあることを数値実験から明らかにした。そして，CMIP6解析の結果，温暖化の進行が著しい場合，今世紀末には最大で40%も冬季混合層が浅くなることを明らかにした。東太平洋の熱帯収束帯（ITCZ）における雲対流活動がしばしばITCZの中心より周縁部で活発化する事例に着目し，衛星観測と再解析データ解析からITCZ周縁部に固有の大気熱力学場が対流活性を促すメカニズムを明らかにした。
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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
HighResMIPデータを収集し，当計画研究班および他班の希望者に提供した。太平洋十年規模振動に伴う大気海洋相互作用の研究成果を国内学会および国際ワークショップで発表し，現在は論文化を目指している。さらに，熱帯域の海面水温変動や地球温暖化に伴う海面水温変化が台風活動に及ぼす影響を調査中である。梅雨前線の解析のためにHighResMIPの日平均データの解析を開始している。また南太平洋の亜熱帯循環の等密度面上の水温・塩分の伝播の研究結果は国際雑誌に投稿し受理された。海外研究者および他の計画研究班メンバーと連携することで，全球気候モデルおよび領域気候モデルによるアンサンブル予測実験の解析を効果的に進めた。その結果，大気の川による日本での極端降水の変化を詳細に解明し，その結果をまとめた国際共著論文を出版した。衛星観測データ等の全球データ解析をもとに雲対流発達メカニズムの理解深化を目指す研究を進めている。本年度実施した東太平洋ITCZに着目した現象解明はその一環に位置づけられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
HighResMIPのデータを用いて，梅雨前線に伴う降水，特にその季節進行の将来変化について調べる。またその将来変化と気候モデルの空間解像度の関係についても解析を行う中緯度を通過する大気擾乱による水蒸気輸送に関して得られた知見をもとに，大気海洋海氷相互作用における役割を評価することを目指す。例として，大気の川によるオホーツク海海氷への力学的・熱力学的役割を評価する。台風の最近の変化の原因の解析をさらに進め，将来変化を理解予測につなげていく。CMIP6/HighResMIPによる高解像度大気海洋結合モデルの利点を活かし，台風や海洋熱波の経年から十年規模変動および長期変化について解析を進める予定である。また，人工衛星観測や高解像度大気モデルによるラージアンサンブル実験も併用して，CMIP6/HighResMIPモデルの再現性を検証する予定である。CMIP6などの予測プロダクトを利用し，日本南東沖冬季混合層深度の浅化に起因する亜熱帯モード水存在量の将来変化の不確実性を評価する。そして，亜熱帯モード水の北縁に位置する黒潮に注目するなかで，黒潮の将来変化と水塊，さらには，日本周辺気候との関連について明らかにする。雲対流活動に伴う大気放射の変動を衛星観測データ解析から明らかにし，地球エネルギー収支の文脈から対流活動が気候変化に及ぼす影響を精査する。気候モデルの信頼性を検証する基礎的な知見を提供すると期待される。
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