2015 Fiscal Year Annual Research Report
マルチ気候モデルを用いた過去150年間における地球温暖化の加減速の再現と要因同定
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15H05466
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小坂 優 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (90746398)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地球温暖化の加減速 / 熱帯太平洋十年規模変動 / エルニーニョ・南方振動 / 遠隔影響 / 気候変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
米国地球流体力学研究所気候モデルCM2.1を用いて，歴史的放射強制力のみを外力として与える実験と及び，これに加えて熱帯東太平洋海面水温変動を観測履歴に一致させる「ペースメーカー実験」を1861年から2014年まで行い，19世紀末から階段状に進行してきた全球平均気温上昇に対する熱帯太平洋変動の寄与を調べた．熱帯太平洋変動に起因する十年規模の全球平均気温低下あるいは上昇減速は，今世紀初頭のものを含めて過去120年間に4度あったことを示し，階段状の温暖化の主因が熱帯太平洋変動であることを示した．さらに人為起源気候変化の監視のために，全球平均気温観測値から放射強制力に対する応答成分をペースメーカー実験を用いて抽出する手法を提示した．
また, CMIP5マルチモデルを用いて熱帯太平洋内部変動と全球気温変動の関係の多様性を調べ，モデル間に共通の時間スケール依存性や，全球気温応答感度のモデル間の違いが極域の気温変動振幅の違いに主に起因することを解明した．
一方，特に近年の地球温暖化の減速期にも放射強制力は増大し続けており，気候系が吸収するエネルギーと全球平均気温変動との関係が問題になっていた．そこで気候モデルを用いて自然変動に起因する全球平均気温変動と全球エネルギー収支の関係を調べ，それが強制された気候変化におけるものとは全く異なることを示した．
これらと並行して, ペースメーカー実験を含む数値実験結果を各国の研究協力者と共に解析し，熱帯太平洋変動がインド洋ダイポールモード・熱帯インド洋-北西太平洋結合モード・北太平洋十年規模変動・太平洋-北米パターンを遠隔励起するメカニズム，季節予測可能性，イベントごとの多様性や数十年規模変調を調査した．
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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
3つの気候モデルによるペースメーカー実験は終了し，月平均大気データ及び海洋データの一部を取得してある．先に計算が終了したCM2.1の結果に基づき上記の解析を行った．研究計画通り19世紀末からの階段状の全球平均気温変化を年々変動の時間スケールまで高い精度で再現することに成功し，熱帯太平洋変動が全球平均気温上昇の加減速の主要因であることを示した．この成果は既に論文として投稿しており，またその一部を含む講演を国内外の学会で行った．熱帯太平洋変動の極端現象発現に対する解析もCM2.1に基づき開始している．同時に，マルチモデルペースメーカー実験の解析への予備解析としてCMIP5マルチモデルを用いて熱帯太平洋変動に伴う全球平均気温変動のモデル間多様性の評価も行い，その結果も論文として既に投稿し，査読結果を受けて改訂したものを再投稿した．また他の2つの気候モデル実験によるペースメーカー実験結果の一部を取得し，全球気候についてCM2.1との比較解析を開始している（研究協力者の休業のためやや遅れている）．一方で，ペースメーカー実験を応用した地域気候変動解析は想定以上に多様に広がり，2本の論文（インド洋ダイポールモード及び熱帯インド洋-北西太平洋変動に関するもの）が既に受理・出版され，もう1本（北太平洋十年規模変動について）に向けた解析を進めており，計画以上に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
3つの気候モデルを用いたペースメーカー実験により，熱帯太平洋変動がもたらす全球平均気温への影響の比較解析を行う．これまでの解析から，東大大気海洋研などによる気候モデルMIROC5のペースメーカー実験における全球平均気温変動はCM2.1のものと比較的よく似ており観測をよく再現するが，米国立大気研究センターの地球システムモデルCESM1ではペースメーカー実験による全球平均気温変動再現性が他の2つに比べて低いことがわかっている．各モデルの放射強制力・気候感度及び熱帯太平洋変動に対する全球平均気温感度をそれぞれ評価し，全球平均気温再現性に対するこれらの影響を解析し，全球平均気温変動の要因分析における不確実性を評価する．その結果を論文にまとめ投稿し，学会発表を行う．
また引き続き地域気候変動に対する熱帯変動の影響の解析を進める．特に南北太平洋に内在する十年規模変動の再現性をCM2.1に基づき解析し，観測された過去の変動をどれだけ再現しうるか，また熱帯太平洋変動以外の変動がその発達にどれほど寄与しうるかを定量評価する．
更に既にダウンロードを終えたCM2.1以外の2つのモデルについても日々の時間解像度の出力データを取得し，熱帯太平洋変動及び放射強制力による地域気候変動や極端現象発現確率への影響のマルチモデル解析を開始する．
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Research Products
(26 results)
