2017 Fiscal Year Research-status Report
Quantitative investigation on uncertainty included in oceanic interannual variability forced by interannually varying atmosphere
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17K05665
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
野中 正見 国立研究開発法人海洋研究開発機構, アプリケーションラボ, グループリーダー (90358771)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 海洋経年変動 / 不確定性 / 海洋大循環モデル / 海洋渦 / アンサンブル実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多量の熱や栄養塩を輸送し、気候にも、海洋生態系にも大きな影響をもたらす強い海流の経年的な変動は風の変動が駆動するものと理解されて来た。そして、この理解に従って数年先の海流変動を予測するための研究も推進されている。ところが、最近の研究から、強い海流の経年変動には、風の変動に関係なく勝手に生じる成分があることが示されて来た。つまり、同じ風の状態の下でも、その勝手な変動の分だけ、異なる状態が現れうるということである。このような「不確定」な成分が大きければ、これまでの「風変動に駆動される海洋変動」という常識が覆されることになり、強い海流の数年先までの予測も本質的に困難であることになる。この「不確定性」の大きさは、未解明であり、これを時空間的な分布も含め定量評価することが本研究の目的である。
この目的のため、本研究では10メンバーアンサンブル・50年間の渦解像海洋モデル経年変動積分を実施し、その出力を解析する。これにより海洋経年変動を理解する上で基盤となるこの不確定性を定量的に評価し、その性質を明らかにすると共に、今後の海洋経年変動研究の基盤となるデータを作成する。ヨーロッパにおいて、”渦許容”海洋モデルの50メンバーアンサンブル積分が存在するが、渦解像海洋モデルについての二桁アンサンブル長期経年変動積分は研究代表者の知る限り初めての試みであり、海洋変動理解に広く利用可能なデータとなることが期待される。
平成29年度には、海洋渦を解像する水平解像度0.1度での10メンバーアンサンブル経年変動積分を50年間実施し、アンサンブルメンバー間の相違から、黒潮続流の自励的な（風の変動に関係なく海洋内部で勝手に生じる）経年変動が十年規模で変調することを示した。
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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
経年変動する大気が駆動する海洋経年変動に含まれる「不確定性」を定量評価するため、本研究では、僅かに異なる初期値から、同一の大気外力を与えて海洋モデルを駆動する「経年変動アンサンブル積分」を実施する。「不確定性」の出現に重要な海洋渦と強い海流を解像可能な、水平解像度0.1°の海洋大循環モデルを、4日分ずつの相違を持つ10種類の初期値から、観測に基づく大気外力を与え50年間積分する。この10メンバーアンサンブル海洋経年変動50年積分の出力から、①海洋経年変動の不確定性の時空間分布、②不確定性の大きさと背景場（大気外力によって駆動されるアンサンブル平均場）の関係、③不確定性の発達機構、を明らかにする計画である。
平成29年度は、1965年1月1日から2015年12月31日までの大気再解析データを外力とする経年変動積分を実施した。基準となる長期経年変動積分の1964年12月12, 16, 20, 24, 28日, 1965年1月5, 9, 13, 17, 21日の場を初期値とし（1965年1月1日の場とみなし）、4日分ずつ異なる初期値を持った10メンバーのアンサンブル積分とする計画であった。実施に当り、1964年12月の各初期値の作成に困難が生じたため、上記の1965年1月の各初期値の他に、1965年1月3, 7, 11, 15, 19日の場を初期値とし、10メンバーのアンサンブル積分とした。10メンバーを並列に積分し、計算効率向上を図り、出力は月平均値のみとし、出力データの軽減を図った。1メンバーで1年の積分が残ったが、上記の積分をほぼ完遂し、初期的な解析を開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度以降は、月毎平均を出力とする10メンバー経年変動積分を2016年末（外力データが入手可能になれば2017年末）まで積分する。また、この出力データを用いて、海面高度、流速、海水温、塩分等の変数について、メンバー間のばらつきの大きさの空間分布、経年変動を明らかにする。これにより観測された海洋の状態に含まれうる不確定性を推定する。更に、ここで得られた不確定性の経年変動を背景場（アンサンブル平均場）の経年変動等と比較し、背景場と不確定性の発達との関係を調査する。ここでは、気象学で既に得られている知識を活用して、まだ全く研究が行われていない海洋の不確定性の発達要因の解析を進める。
また、メンバー間のばらつきが顕著に大きい時期を選び、日平均で出力する再計算を実施し、ばらつきが発達する過程を解析するための高頻度データを取得する。この高頻度出力を用いて、メンバー間のばらつきの発達過程とそのメカニズムを事例解析的に明らかにする。ここでも気象学での知識を活用する。
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| Causes of Carryover |
データストレージ用ハードディスクについては、8TBのディスクを導入する計画であったが、平成29年度後半には信頼性の高いハードディスクが品薄状態であり、RAID導入に必要な45個の購入が困難であった。
このため、平成30年度前半に平成29年度導入予定であったハードディスクを購入する。
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Research Products
(4 results)
