大気・海洋結合時間・空間スペクトルモデルの開発とそれによる気候変動の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01540339
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩嶋 樹也 京都大学, 理学部, 助教授 (80025478)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山元 龍三郎 京都大学, 理学部, 教授 (50025235)
• Keywords: スペクトル気候モデル / 多重解 / 大気・海洋結合モデル / 気候ジャンプ

Research Abstract

南北両半球の大規模山岳・海陸分布が大気大循環の季節変化・年々変動・気候変動にどのような影響を及ぼしているのか、その基本機構を明らかにするために、時間・空間スペクトル方式による大気大循環モデルを拡張して、大気と海洋の相互作用を考慮した、より簡潔な大気・海洋結合モデルの開発を試みた。まず海洋から大気への影響を考えた場合の少数のスペクトル波数から成る「低次大気モデル」に南北両半球の現実の大規模山岳・海陸分布を組み込み、各季節に対応する条件の下で数値実験を行った。季節を固定した(季節変化のない)定常モデルで山岳のない場合や完全に両半球の条件が対称の場合などの実験も合わせて行い、外部条件が同じでも異なった幾つかの大気状態が存在し得ることを示す結果(多重解)を得た。このような解の数は季節によってあるいは山岳を考慮するかしないかによっても変わるようである。海洋が大気と違って空間的に限られていることから海洋循環を直接扱うスペクトル方式のモデル作成は極めて高次のものとなるので、海洋循環の効果を考慮した海面水温支配式を使った大気・海面水温結合モデルを作成した。上記と同様な数値実験を行ったところ、海洋との相互作用のない大気モデルとほぼ同様に多重解が得られた。このような多重解の存在は、同じ季節条件下でも年によって違った解に対応するものが出現し得ると解釈でき、従って年々の変動が生じ得ることを意味している。外部条件の変化程度によっては「気候ジャンプ」に相当する唐突な気候変動を説明することになる。外部条件が季節変化する同期定常モデルへの拡張を進めている。上記モデルに採用した海面水温・気温等のデ-タ解析において、全海洋上年平均気温の有意な上昇が見られた2期間の南北両半球の気温推移に大きな差異が見出されたが、これが上記モデル実験結果のように解の多重性から生ずる南北非対称性なのか極めて興味ある今後の問題である。

Research Products

• [Publications] 岩嶋樹也,Iwashima,Tatsuya: "Time-space spectral general circulation model(II)Multiple climates in the simple atomsphere-ocean coupled model" Journal of Meteorological Society of Japan. 68. (1990)
• [Publications] 山元龍三郎,Yamamoto,Ryozaburo: "Interdecadal warming over the oceans" Journal of Climate. 3. (1990)