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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of the Quasi-Biennial Oscillation modulation associated with climate change

Research Project

Project/Area Number 26287117
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

河谷 芳雄  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 統合的気候変動予測研究分野, 主任研究員 (00392960)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮崎 和幸  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任研究員 (30435838)
藤原 正智  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (00360941)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords赤道準2年振動 / 中層大気 / 再解析データ
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、非定常重力波パラメタリゼーションを組み込まずとも赤道準2年振動(QBO)を再現可能にしたMIROC気候モデル実験を行い、QBO再現に対する水平鉛直解像度依存性や物理過程依存性を調査した。昨年度実験済みのデータを用いて、現在気候におけるQBOの再現性の評価、温暖化気候におけるQBO変調を、世界の他の研究機関の実験データと合わせて解析した。
成層圏順二年周期振動(QBO)が対流圏における東西平均循環および対流活動にあたえる影響について徹底的に調べるための手法を提案し、観測データ、再解析データセットを用いて統計的有意な変動を調べた。その結果、北半球夏季・冬季の夏極における循環と降水活動の変化や、南半球冬の亜熱帯ジェットの南北移動など、いままでに知られていない有意なシグナルがいくつか見い出された。
引き続き、全球大気再解析データの比較・評価を、国際プロジェクトS-RIPのもとで進めた。力学場の季節変動や年々変動を比較した結果を、Long et al. (2017)として出版した。この中で、QBOを念頭に東西風データの比較をおこなっている。また、オゾンと水蒸気場の季節変動や年々変動を比較した結果を、Davis et al. (2017)として出版した。QBOに伴うオゾン変動の様子も比較した。
気象再解析および大気組成を中心的に対象とした複数の再解析について、過去10年分程度についてオゾンの3次元分布を比較した。オゾンは放射過程を介して気象および風の場に影響するため、その品質は気象再解析を向上する上で重要である。気温および風への影響が大きい上部対流圏・下部成層圏で、オゾン濃度場の再解析データ間の差異が大きいことが分かった。データ同化手法や利用した観測データの違いに帰着する考察を行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学/イギリス国立大気科学センター/レディング大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      オックスフォード大学/イギリス国立大気科学センター/レディング大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] ハワイ大学/NorthWest Research Associates/NASAジェット推進研究所(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハワイ大学/NorthWest Research Associates/NASAジェット推進研究所
    • # of Other Institutions
      6
  • [Int'l Joint Research] カナダ気象センター/Environment and Climate Change Canada(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      カナダ気象センター/Environment and Climate Change Canada
  • [Int'l Joint Research] 王立気象研究所(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      王立気象研究所
  • [Int'l Joint Research] GEOMAR(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      GEOMAR
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Overview of experiment design and comparison of models participating in phase 1 of the SPARC Quasi-Biennial Oscillation initiative (QBOi)2018

    • Author(s)
      Butchart Neal、Anstey James A.、Hamilton Kevin、Osprey Scott、McLandress Charles、Bushell Andrew C.、Kawatani Yoshio et al.
    • Journal Title

      Geoscientific Model Development

      Volume: 11 Pages: 1009~1032

    • DOI

      https://doi.org/10.5194/gmd-11-1009-2018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First Successful Hindcasts of the 2016 Disruption of the Stratospheric Quasi-biennial Oscillation2018

    • Author(s)
      Watanabe S.、Hamilton K.、Osprey S.、Kawatani Y.、Nishimoto E.
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 45 Pages: 1602~1610

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/2017GL076406

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The influences of El Nino and Arctic sea-ice on the QBO disruption in February 20162018

    • Author(s)
      Hirota, N., H. Shiogama, H. Akiyoshi, T. Ogura, M. Takahashi, Y. Kawatani, M. Kimoto and M. Mori
    • Journal Title

      npj Climate and Atmospheric Science

      Volume: - Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Surface impacts of the Quasi Biennial Oscillation2017

    • Author(s)
      Gray Lesley J.、Anstey James A.、Kawatani Yoshio、Lu Hua、Osprey Scott、Schenzinger Verena
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics Discussions

      Volume: - Pages: 1~34

    • DOI

      https://doi.org/10.5194/acp-2017-1065

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Climatology and interannual variability of dynamic variables in multiple reanalyses evaluated by the SPARC Reanalysis Intercomparison Project?(S-RIP)2017

    • Author(s)
      Long Craig S.、Fujiwara Masatomo、Davis Sean、Mitchell Daniel M.、Wright Corwin J.
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 17 Pages: 14593~14629

    • DOI

      https://doi.org/10.5194/acp-17-14593-2017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Assessment of upper tropospheric and stratospheric water vapor and ozone in reanalyses as part of S-RIP2017

    • Author(s)
      Davis Sean M.、Hegglin Michaela I.、Fujiwara Masatomo、Dragani Rossana、Harada Yayoi、Kobayashi Chiaki、Long Craig、Manney Gloria L.、Nash Eric R.、Potter Gerald L.、Tegtmeier Susann、Wang Tao、Wargan Krzysztof、Wright Jonathon S.
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 17 Pages: 12743~12778

    • DOI

      https://doi.org/10.5194/acp-17-12743-2017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of ACCMIP ozone simulations and ozonesonde sampling biases using a satellite-based multi-constituent chemical reanalysis2017

    • Author(s)
      Miyazaki Kazuyuki、Bowman Kevin
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 17 Pages: 8285~8312

    • DOI

      https://doi.org/10.5194/acp-17-8285-2017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The QBO modulations associated with ENSO in the MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization2018

    • Author(s)
      Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton, Kazuyoshi Kikuchi
    • Organizer
      AORI-POSTEC workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of well-resolved stratosphere on representations of the Northern winter tropospheric circulations in the MIROC-AGCM simulations2018

    • Author(s)
      Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Lesley Gray, Scott Osprey, Shingo Watanabe, Yosuke Yamashita
    • Organizer
      The 3rd International Workshop on “Climate Change and Precipitation in the East Asia”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The QBO modulations associated with ENSO in the MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization2018

    • Author(s)
      Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton, Kazuyoshi Kikuchi
    • Organizer
      熱帯気象研究会
  • [Presentation] 再解析間比較に基づく赤道域中層大気の東西風観測の重要性2017

    • Author(s)
      河谷芳雄
    • Organizer
      SMILES-2サイエンスワークショップ
  • [Presentation] ENSO modulation of the QBO: Results from MIROC models with and without nonstationary gravity wave parameterization2017

    • Author(s)
      Yoshio Kawatani, Kevin Hamilton, Kaoru Sato, Shingo Watanabe, Timothy J. Dunkerton
    • Organizer
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop - QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成層圏が対流圏循環に及ぼす影響:MIROC-AGCMを用いた考察2017

    • Author(s)
      河谷芳雄, 渡辺 真吾, Lesley Gray, Scott Osprey
    • Organizer
      日本気象学会2017年度秋季大会
  • [Presentation] 成層圏が対流圏循環に及ぼす影響:MIROC-AGCMを用いた考察2017

    • Author(s)
      河谷芳雄、Kevin Hamilton、Lesley Gray、Scott Osprey、渡辺真吾、山下陽介
    • Organizer
      「様々な結合過程がもたらす異常気象の実態とそのメカニズム」に関する研究集会
  • [Presentation] Results from the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP) during 2013-20172017

    • Author(s)
      Fujiwara, M., G. Manney, L. Gray, J. Wright, and the S-RIP team
    • Organizer
      5th International Conference on Reanalysis (ICR5)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Introduction to the SPARC Reanalysis Intercomparison Project (S-RIP)2017

    • Author(s)
      Fujiwara, M., G. Manney, L. Gray
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of multi-constituent satellite data assimilation for KORUS-AQ2017

    • Author(s)
      Miyazaki, K., T. Sekiya, D. Fu, K. W. Bowman, T. Walker, S. S. Kulawik, K. Sudo, Y. Kanaya, M. Takigawa, K. Ogochi, B. Gaubert, J. Barre, L. Emmons
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a tropospheric chemistry data assimilation system: GEOS-Chem-EnKF2017

    • Author(s)
      Miyazaki, K., K. Bowman, K. Yumimoto, T. Walker
    • Organizer
      The 8th International GEOS-Chem Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thorough survey of zonal mean influence of the stratospheric QBO on the troposphere, Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop2017

    • Author(s)
      Nishimoto E. and S. Yoden
    • Organizer
      Joint SPARC Dynamics & Observations Workshop - QBOi, FISAPS & SATIO-TCS
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/yoshiokawatani

  • [Remarks]

    • URL

      https://sites.google.com/site/kazuyukimiyazaki/

  • [Remarks]

    • URL

      http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-22  

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