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研究内容


日本近海の海面水温が関東の高温多湿な夏に寄与していることを発見

Takahashi, H. G., S. A. Adachi, T. Sato, M. Hara, X. Ma, and F. Kimura, 2015: An Oceanic Impact of the Kuroshio on Surface Air Temperature on the Pacific Coast of Japan in Summer: Regional H2O Greenhouse Gas Effect, Journal of Climate, Vol. 28, No.18, September 2015: 7128-7144.[Web Page]

Fig. Regression coefficient of the simulated precipitable water (mm) and vertically integrated water vapor fluxes (kgm-1 s-1) in August on the normalized SST over REF Kuroshio during the 31-yr period from 1982 to 2012. All plotted vectors are statistically significant at the 99.9% level, as determined by correlation coefficients based on 29 degrees of freedom.

2011年のタイにおける大洪水時の大気循環場(気象場)の特徴を解明。-熱帯低気圧活動の活発化による-

Takahashi H.G., H. Fujinami, T. Yasunari, J. Matsumoto, and S. Baimoung, 2014: Role of tropical cyclones along the monsoon trough in the 2011 Thai flood and interannual variability, Journal of Climate, November 2014. [Web Page]

Fig. (a) Precipitation time series generated from theCMAP dataset for the rainy season (May–September) over the reference region of Indochina (12.58–208N, 97.58–107.58E) from 1979–2011. The reference region is used for the regression analysis in (b),(c) and is indicated by a solid rectangle in these panels. (b)Regression ofCMAPdata during the rainy season against the normalized data (mmday21) shown in (a) from 1979 to 2011. (c) As in (b), but for the 850-hPa zonal and meridional winds and streamfunction (colors) during the rainy season. Areas with colors in (b) and plotted vectors (winds;ms21) and contours and colors (streamfunction; 106m2 s21) in(c) are statistically significant at the 90% level, as determined by correlation coefficients based on 31 degrees of freedom (df).

ENSOによるエアロゾルの光学的厚さの年々変動は乾燥と湿潤では非対称な変動であることを見出す

Yamaji M. and H.G. Takahashi, 2014: Asymmetrical interannual variation in aerosol optical depth over the tropics in terms of aerosol-cloud interaction, SOLA (Scientific Online Letters on the Atmosphere), October 2014, doi:10.2151/sola.2014-039.[Web Page]

Left Fig. Composite anomalies in aerosol optical depth in (a) SON of the El Niño years, (b) SON of the La Niña years, (c) DJF of the El Niño years, and (d) DJF of the La Niña years (95% confidence limit as determined by Student’s t-test). Gray portions indicate missing values.

Right Fig. Scatterplot between three-month mean precipitation (unit is mm day−1) and AOD (from Terra and Aqua) over the Maritime Continent (105°E−140°E, 10°S−5°N) from 2000 to 2012 in (a) SON and (b) DJF. Red, blue rhombus, and asterisk symbols are values for dry (El Niño), wet (La Niña), and neutral years respectively. Lines in (a) are least-squares regression fits to data points using values from the El Niño and La Niña years together (dotted line) and separately (solid lines).

日本海の海面水温(SST)が日本の降水量に及ぼす影響 -1KのSST上昇で7%より大きい降水量増加?-

Takahashi, H.G., N. N. Ishizaki, H. Kawase, M. Hara, T. Yoshikane, X. Ma, and F. Kimura 2013: Potential impact of sea surface temperature on winter precipitation over the Japan Sea side of Japan: A regional climate modeling study. Journal of the Meteorological Society of Japan (JMSJ), April 2013.[Web Page]

Fig. Time series of simulatedprecipitation over the reference region 1 (137-140°E, 36.5-38.5°N; shown in Fig. 1), except for the ocean. Black, pink, red, and light-blue lines indicate CTL, SST+1K, SST+2K, and SST−1K, respectively. The precipitation was accumulatedfrom 00 UTC 1 January 2006. The unit is millimeters.

熱帯湿潤域での10kmから100kmスケールの領域規模の森林伐採が降水量を増加させる可能性

Takahashi, H.G., T. Yoshikane, M. Hara, K. Takata, and T. Yasunari 2010: High-resolution modelling of the potential impact of land-surface conditions on regional climate over Indochina associated with the diurnal precipitation cycle, International Journal of Climatology, 30(13), 2004-2020, Janurary 2010, doi:10.1002/joc.2119.[PDF]

Fig. Total amount of monthly precipitation of (a) WET and (b) DRY. Differences in monthly precipitation (c) between DRY and CTL (CTL–WET) and (d) between CTL and DRY (DRY–CTL) are shown. The numbers of pentads out of 18 that calculate increase in pentad precipitation (e) between DRY and CTL (CTL–WET) and (f) between CTL and DRY (DRY–CTL) are shown. The calculation period of each experiment is three months, which is 18 pentads (90 days). The numbers of pentads that show increase in precipitation were counted at each half-degree grid. White and black lines indicate the disturbed region.

地表面改変の気候への影響

(大気陸面相互作用、森林伐採、耕作地化、都市化、領域気候モデル)

人間活動が地球の気候に及ぼす影響の一つとして、地表面改変がある。具体的には、森林伐採、耕作地化、都市化などがある。改変域とその周辺の気温や降水量など、気候への影響を調べている。人間活動により地表面が乾燥化すると、地表面が受け取ったエネルギーの配分が変わり、大気が乾燥化・高温化する。それにより気温が変化するだけでなく、蒸発量の減少による水蒸気量の変化などを通して、降水量にも影響を及ぼす。森林伐採により、伐採域で降水量が減少するのが一般的に知られているが、条件によっては増加する可能性も十分にある。また、地表面の色が変わることで、 地表面が受け取るエネルギーが変化することや、地表面の凹凸の変化などにより、大気の流れが変わることも重要である。

熱帯域の降水量と降水システム

(降水気候学、水循環、TRMM, GPM)

熱帯域の降水活動は、多量の潜熱の解放を通して、地球規模の大気循環を駆動する。中緯度地域に比べて、観測網が発達していない熱帯域では、降水量の推定自体が重要な課題である。過去17年間という超長寿命の熱帯降雨観測衛星(TRMM)により、詳細な降水分布の把握が行われ、現在はGPMに引き継がれている。長期間の安定した衛星観測は、地球規模の気候、水循環の理解を発展させている。

 

Precipitation Annual Climatology (TRMM-PR) 1998-2012 [mm/day]

図:TRMM-PRにより観測した年降水量分布。1998年から2012年までの15年間の気候値。単位は、mm/day。

 

水循環

(蒸発散量、降水量、水蒸気輸送、水蒸気滞留時間、雲)

地球温暖化により、蒸発量・水蒸気輸送・水蒸気滞留時間・雲・降水量がどのように変化するのだろうか。

湿った局地循環

(TRMM, GPM, 水蒸気、高解像度気候モデル)

局地循環は、数百kmよりも小さなスケールの熱的なコントラストにより生じる。海陸風や山谷風などがその代表である。熱帯では(中緯度の夏季でも)、この局地循環が雲・降水活動を伴う。そのような湿潤過程を含む局地循環を、「湿った局地循環」と呼ぶことがある。局地循環により生じた降水システムは、一般風と関連しながら、様々な方向に移動・再発達をする。特に熱帯域では、日周変化が卓越する。

対流圏水蒸気変動

(GPS気象学)

水蒸気は、温室効果ガスの一つであり地球の気候を決める重要な要素である。その一方で、雲や雨の源となることによっても地球の気候の形成に寄与している。この水蒸気量は、気候変動を調べるための観測データが限られている。共同研究などを通して、水蒸気変動を解析できるデータのアー カイブ、解析などを行っている。 また、水蒸気輸送は、地球の大規模なエネルギー輸送システムの一つであり、地球の気候形成に果たす役割は大きい。

日本海側の冬季の気候

(日本海の海面水温、寒気の吹き出し、大気海洋相互作用)

日本海側の冬季の気候は、大陸からの寒気の吹き出しと日本海上での水蒸気供給(気団変質)により支配されている。寒気の吹き出しは、大規模な冬季アジアモンスーン循環により変動する。水蒸気供給は、日本海上の吹き出しの風速と海面水温に因る。一見すると簡単な関係であるが、寒気の吹き出しは、日本海から熱を奪うので、水蒸気供給の結果として、海面水温を下げる。寒気の吹き出しにより海面水温が低下することにより、降水量や降雪量の変動を複雑にしていると考えられる。