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北極振動によるエルニーニョの予知への挑戦(平成 23年度)
A challenge to the long-term forecast of the El Nino induced by the Arctic oscillation

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1011CD010
開始/終了年度
2010~2011年
キーワード(日本語)
長期予報,気候システム,異常気象
キーワード(英語)
long term prediction, climate system, abnormal weather

研究概要

本研究は,「極域の北極振動(AO)が熱帯のエルニーニョ(ENSO)を駆動することがあるのではないか」という研究代表者・分担者が最近の研究で得た,従来の ENSO 発生研究の常識を覆す新仮説を検証し,前例のない発想に基づくENSO予測法の構築にむけた研究に挑む.そのメカニズムとして「北極振動に伴って冷たいアジア大陸から暖かい亜熱帯太平洋へ吹く cold and dry surges が,エルニーニョ発生のきっかけとなる西部熱帯太平洋上の西風バーストを駆動する」ということが考えられる.検証にあたっては,理想化した大気大循環モデルの長期ランと客観解析データの双方を補完的に用いて,主としてデータ解析の手法で,この前人未踏なる問題に挑戦する.

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:

全体計画

以下の 3 個の関門を通過すれば,「北極振動の ENSO 駆動説」をほぼ立証したことになる.本研究ではまさにそれを実施し,仮説を検証する.
1) 海面水温を気候値で固定させた理想化された大気大循環モデル(AGCM)の北極振動再現ラン
AOがENSOに及ぼす影響をデータ解析の手法で調べるためには、海面水温を固定させた理想化された大気大循環モデルの現実気候再現ランが不可欠である。海面水温を気候値(季節サイクル有)に固定したいわゆる、control run(climate run)を数百年分計算した結果を用いて解析を行う。このモデルではエルニーニョでもラニーニャでもない普通の海面水温を全球に与え、それを境界条件として大気大循環モデルを実行することになる。

2) 上記 AGCM に於いて北極振動が「正」のときに,アジア大陸から南シナ海,太平洋に向かって,寒気の吹きだし(Cold and dry surges)が強まるだろうか?否か?
本研究では,北極振動という大規模スケールの現象と,東南アジア域の海上で発生する小スケールのsurgeの双方を再現できれば十分である.そこで,全球の計算を行いつつ,特に注目している東南アジア地域のみを部分的に領域気候モデル並みに高解像度にすることができるストレッチ格子AGCMを適用し,地球規模の北極振動と東南アジア域のsurgeを再現するという,大小両極端な現象を同一のモデル内で再現させる.

3) 上記AGCM 上で,Cold and dry surges が強まった場合,熱帯にMatsuno-Gill pattern と呼ばれる渦巻が発生するであろうか?そして,西風バーストが西部熱帯太平洋に生じるであろうか?
エルニーニョは、熱帯大気に熱源がある場合に生じるMatsuno-Gill patternに伴う西部熱帯太平洋上での西風偏差または西風バースト(東向きの海上風)がそのきっかけとなるということはよく知られた事実である。本研究では、北極振動によってもたらされた、熱帯での非断熱加熱がMatsuno-Gill patternを生じさせているか否か?について(2)のsurgesの検証と共にモデル計算の統計値を用いて検証する。さらに、それに伴い西風バーストが生じているかどうかについて検証する。

今年度の研究概要

上記のうち,本年度は(2)(3)の解析を重点的に行う。従来行われているAGCMによるCold and dry surgesの数値実験では解像できていない,数十kmから百km程度の小スケールのsurgeや積雲対流システムなどの現象が,これらの大規模な現象(AOとENSO)を結びつける鍵になっている可能性も考えられる.小スケールのsurgeを再現するにはAGCMのような粗い解像度のモデルでは困難である.本研究では,北極振動という大規模スケールの現象と,東南アジア域の海上で発生する小スケールのsurgeの双方を再現できれば十分である.そこで,全球の計算を行いつつ,特に注目している東南アジア地域のみを部分的に領域気候モデル並みに高解像度にすることができるストレッチ格子AGCMを適用し,地球規模の北極振動と東南アジア域のsurgeを再現するという,大小両極端な現象を同一のモデル内で再現させる.また、初年度に明らかとなった、北大西洋経由での北極域から熱帯への影響の可能性、および成層圏経由でのエルニーニョに及ぼす影響の可能性についても解析を行う。

外部との連携

課題代表者:立花義祐(三重大学)
連携研究者:高橋洋(首都大学東京)
連携研究者:原政之(海洋研究開発機構)

関連する研究課題
  • 0 : 地球環境研究分野における研究課題

課題代表者

中村 哲