課題名

B-5 気侯モデルによる気侯変動評価に関する研究

課題代表者名

杉ノ原 伸夫 (東京大学気侯システム研究センター)

研究期間

平成6−8年度

合計予算額

119,182千円 (うち8年度 40,574千円)

研究体制

(1) 気候モデルの開発・改良に関する研究(国立環境研究所)

(2) 対流圏の移流拡散モデルを用いた地球温暖化物質の動態評価に関する研究

(資源環境技術総合研究所)

(3) 中層大気循環の季節、長期変動による物質循環の変動に関する研究(気象研究所)

(4) 気候変動に係わるフィードバックプロセスの詳細なモデル化に関する研究

   大気・陸面過程におけるフィードバック機構の評価(国立環境研究所)

  大気水循環と雲過程におけるフィードバック機構の評価(国立環境研究所)

(5) 気候システムの変動特性に関する研究、

   気候モデルを用いた気候システムの変動特性に関する定量的評価(国立環境研究所)

  海水温の長期的変動の精度向上に関する研究(国立環境研究所)

研究概要

 現在の気侯モデルで未解決とされている問題の中で、地表面・大気相互作用のメカニズム改良、大気放射・積雲パラメタリゼーション、熱帯域の雲の効果について詳しく調べ、その成果を取り込んだ世界最先端レベルの大気大循環モデルを確立した。また、全球観測データとモデルの結果を用いた大気中の微量物質のグローバルな移流、拡散をシミュレートし、対流圏内および、成層圏と対流圏の間の物質輸送の時間スケールと温暖化時の濃度変化を解析した。二酸化炭素増加時に対応した気候変動のシミュレーションを行った。

研究成果

1.気候モデルの開発・改良に関する研究

 現実的な気候値を定量的に再現することを目標として、大気大循環モデルと海洋大循環モデルの開発と改良、および両モデルの結合に関する開発を行なった。大気大循環モデルの放射、雲、陸面等の各物理過程において、物理的考察に基づいたパラメタリゼーションの改良を行い、モデルの気候再現性が向上した。大気大循環モデルを用いて全球的物質循環について調べ、低緯度の収束帯付近と同様に南北中緯度にも物質輸送に関するポテンシャルバリアの存在がわかった。

2.対流圏の移流拡散モデルを用いた地球温暖化物質の動態評価に関する研究

 3次元移流拡散モデルNIRE-CTM-93を用いて、対流圏における地球温暖化物質の3次元分分布の再現を試みると共に、観測される濃度との比較から発生源・消滅先の推定値の改良を試みた。

3.中層大気循環の季節、長期変動による物質循環の変動に関する研究

 中層大気の循環の季節変動・長期変動を現実的にシミュレートできるモデルを開発し、中層大気循環の全球的物質循環における役割を解析した。特に、モデル分解能の影響評価から、赤道波の表現には東西分解能より南北分解能が確認された。

4.気候変動に係わるフィードバックプロセスの詳細なモデル化に関する研究

 ‖腟ぁξμ眠當におけるフィードバック機構の評価:領域スケールモデルを用いGCMのサブグリッドスケールの大気・陸面プロセス、特に、短波、長波それぞれの放射の雲との相互作用の役割の重要性について詳しく検討した。

 大気水循環と雲過程におけるフィードバック機構の評価:雲が気候に及ぼすフィードバック機構を明らかにするため、衛星データおよび放射モデルを用いた雲の特性とその効果の解析を行った。

5.気候システムの変動特性に関する研究

 温室効果気体の増加などによる、数年から数百年程度の時間スケールでの全球規模の気候システムの変化を評価するために、気侯モデルを用いた気候変動のシミュレーションに関する研究を行った。全球大気モデルの国際比較のプロジェクトである大気モデル相互比較計画(AMIP)に参加している他のモデルと比較した結果、世界の他のモデルとも比較しても遜色の無い結果が得られていることが確認された。二酸化炭素の増加に対する温暖化のシミュレーションとして、2種類のモデルによる二酸化炭素倍増時の平衡応答の計算を行ない、この結果を、雲によるフィードバック効果を中心に解析した。

 また、魚の耳石やサンゴ等の海洋生物起源の炭酸塩鉱物から空間的、時間的な海水温変化に関する詳細な情報を引き出す手法についての検討を行った。