北海道大学・環境科学院 藤原正智 http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/ 基礎地学II 気候変動と地球温暖化(1/3) 北海道大学・環境科学院 藤原正智 http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/

Slides:



Advertisements
Similar presentations
火星の気象と気候 2004 年 11 月 10 日 小高 正嗣北海道大学 地球惑星科学専攻. 講義の概要 太陽系の惑星概観 太陽系の惑星概観 地球型惑星と木星型惑星 地球型惑星と木星型惑星 地球と火星の比較 地球と火星の比較 火星の気象と気候 火星の気象と気候 探査衛星による最新の気象画像 探査衛星による最新の気象画像.
Advertisements

海洋流体力学 2014 海洋流体力学とは、海洋に関する流体力学。本講義では、 海洋のみならず、大気も含めた地球流体力学について学ぶ。 Fluid Dynamics( 流体力学 ) Geophysical Fluid Dynamics (地球流体力学) 目標 海洋・大気大循環のイメージを描けるようにする。
過去の気温変化. Newton ムック 2005 地球大変動 pp.114 Newton ムック 2005 地球大変動 pp.115.
ヤマセ海域の SST 変動と 海洋内部構造の関係 ー2011年の事例解析ー 理工学部 地球環境学科 気象学研究室 4 年 08 S 4025 佐々木 実紀.
気候 - 海・陸炭素循環結合モデルを用い た 地球温暖化実験の結果 吉川 知里. 気候 - 海・陸炭素循環 結合モデル.
CMIP5 気候モデルにおける ヤマセの将来変化: 海面水温変化パターンとの関係 気象研究所 気候研究部 遠藤洋和 第 11 回ヤマセ研究会 1.
温暖化に対する 寒冷圏の応答 予想以上に氷流出進行? 2月 17 日朝日新聞 3月 25 日朝日新聞 阿部彩子 地球 Frontier 研究センター 東大気候システム研究センター 国立環境研究所.
地球環境史(地球科学系) 現代地球科学(物理系学科)
地球環境史(地球科学系) 現代地球科学(物理系学科)
JRA-55再解析データの 領域ダウンスケーリングの取り組み
熱帯太平洋における季節内スケールの 赤道波動特性の解析 5AOOM007 萩原 右理 指導  轡田 邦夫 教授.
COADS/KoMMeDS統合データを用いた 北太平洋ー北大西洋海面水温場に見られる 60-80年変動
GLI初画像 冬の低気圧の渦 九州と東シナ海
富永 貴良 松村 優佑 宮坂 勇樹 浜田 亮司 佐藤 ちはる 有田 俊介
地球温暖化 現在(2010)起きていること.
こんにちは.
第2回  長期予報についての基礎-2 季節予報で主として用いる天気図 季節予報でよく用いる用語類 確率予報の利用等.
成層圏突然昇温の 再現実験に向けて 佐伯 拓郎 神戸大学 理学部 地球惑星科学科 4 回生 地球および惑星大気科学研究室.
クイズ早押し環境グランプリ 社団法人 未踏科学技術協会.
「地学b」 第4回 地球大気の構造と熱収支 ~地球の気候の概要~
国立環境研究所 温暖化リスク評価研究室長 江守 正多
惑星大気大循環モデル DCPAM を用いた 地球大気に関する数値実験
*大気の鉛直構造 *太陽放射の季節・緯度変化 *放射エネルギー収支・輸送 *地球の平均的大気循環
いまさら何ができるのか?何をやらねばならないのか?
地球惑星科学II 気候変動と地球温暖化(2/3)
平成24年8月下旬~9月中旬の 北・東日本の高温について
気象学入門 13.地球温暖化の科学 北海道大学・環境科学院 藤原正智
極端化する日本の気象 日本近海の 海水温上昇率 ほかの海域よ 2倍ほど高い 日本近海の海面水温 2015.9.7 大量の 熱帯魚類の北上
CMIP5マルチ気候モデルにおける ヤマセに関連する大規模大気循環の 再現性と将来変化(その2)
地球惑星物性学1 ( ~) 参考文献: 大谷・掛川著 地球・生命 共立出版
東京商船大学における 地上気象データの解析
Ver 地球温暖化と気候変動.
ジェット気流、低気圧活動、ブロッキング、北極振動 向川 均 教授、佐治憲介(M2)、竹村和人(M2)、長田翔(M1)
北海道大学・環境科学院 藤原正智 地球惑星科学II 気象学事始(1/3) 北海道大学・環境科学院 藤原正智
近年の北極振動の増幅 Recent Arctic Oscillation amplification
2005年度・公開講座( ) 長期予報はなぜ当たらないか? 北海道大学大学院地球環境科学院 山崎 孝治.
全球の海霧の将来変化 気象研究所気候研究部 川合秀明、 神代剛、 遠藤洋和、 荒川理 第12回ヤマセ研究会 2016年3月10日
アンサンブル気候予測データベース(d4PDF)における東アジア気候の再現性と将来変化
海氷が南極周辺の大気循環に与える影響 地球環境気候学研究室  緒方 香都 指導教員:立花 義裕教授.
地学b 第5回雲と降水 Koji Yamazaki (山崎孝治)
COP21 パリ協定 気温上昇を産業革命前に比べて1.5度に抑える
YT2003 論文紹介 荻原弘尭.
2010 年北極振動の 冬から夏への極性反転と 猛暑の連関 ―北極振動と猛暑と今年の夏―
冬季北大西洋振動が 翌冬の日本の気候に与える影響
地球惑星物性学1 ( ~) 参考文献: 大谷・掛川著 地球・生命 共立出版 島津康夫著・地球の物理 基礎物理学選書 裳華房
講義ノート(ppt)は上記web siteで取得可 #但し、前日に準備すると思われるのであまり早々と印刷しない方が身の為
地震と火山の分布と プレートテクトニクス.
南北両半球間を横断する 水蒸気輸送と降水量との関連性
2009年秋の北極海ラジオゾンデ観測によって観測された 大気の順圧不安定とメソ渦列
レーザーシーロメーターによる 大気境界層エアロゾル及び 低層雲の動態に関する研究
1000年 推薦図書: Ocean circulation The Open University Pergamon press 海と環境
地球環境と気象.
Johnson et al., 1999 (Journal of Climate)
CMIP3/CMIP5気候モデルにおける ヤマセに関連する大規模大気循環の再現性 ~モデル解像度による違い~
CMIP5気候モデルにおける ヤマセの将来変化
CMIP3 マルチモデルにおける熱帯海洋上の非断熱加熱の鉛直構造 廣田渚郎1、高薮縁12 (1東大気候システム、2RIGC/JAMSTEC)
2015 年 5 月下旬のインドの熱波について 報 道 発 表 資 料 平成 27 年 6 月 2 日 気 象 庁
2015 年5 月下旬のインドの熱波について 報道発表資料平成27 年6 月2 日気 象 庁
ラジオゾンデで観測された 千島列島周辺の 激しいSST勾配が駆動する大気循環
2006 年 11 月 24 日 構造形成学特論Ⅱ (核形成ゼミ) 小高正嗣
北極振動の増幅と転調は 何故20世紀末に生じたか? Why was Arctic Oscillation amplified and Modulated at the end of the 20th century? 地球環境気候学研究室 鈴木 はるか 513M228 立花 義裕, 山崎 孝治,
地球温暖化実験におけるヤマセ海域のSST変化- CMIP3データの解析(序報)
海洋研究開発機構 地球環境フロンティア研究センター 河宮未知生 吉川知里 加藤知道
将来気候における季節進行の変化予測 (偏西風の変化の観点から)
ヤマセ海域のSST変動と 海洋内部構造の関係 ー2011年の事例解析ー
地球環境気候学研究室 谷口 佳於里 指導教員:立花義裕 教授
温暖化・大気組成変化相互作用モデル グループの現状と課題について
地球科学概論Ⅱ 担当:島田浩二.
CMIP3マルチ気候モデルにおける 夏季東アジアのトレンド
従来研究 本研究 結果 南極大型大気レーダーPANSYで観測された大気重力波の数値モデル再現実験による力学特性の解明
Presentation transcript:

北海道大学・環境科学院 藤原正智 http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/ 基礎地学II 気候変動と地球温暖化(1/3) 北海道大学・環境科学院 藤原正智 http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~fuji/

気候変動と地球温暖化 第1回 気候システムとその変動過程 エルニーニョ・南方振動 第2回 地質時代の気候変動 地球温暖化 第3回 地球温暖化:今後の課題(数値モデリング) 地球温暖化:今後の課題(観測) 地球温暖化問題とは何か

“気候システム”? 地球の特徴は? 巨大な衛星、月の存在 大気の存在(青色) H2Oの雲の存在 広大な海洋の存在 プレートテクトニクス “気候システム”?  地球の特徴は? 巨大な衛星、月の存在 大気の存在(青色) H2Oの雲の存在 広大な海洋の存在 プレートテクトニクス 強い磁場の存在 生命の存在 酸素主成分の大気 オゾン層の存在 “Earth Rise” : December 1968, Apollo 8 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/archivepix.html 月上空から見た地球(アポロ8号:初の月周回)―写真右上より太陽光

“気候システム”? 地球半径: 6370 km 対流圏の厚さ: ~10 km 大気圏の厚さ: ~100 km 海洋の平均水深: ~4 km “気候システム”?  地球半径: 6370 km 対流圏の厚さ: ~10 km 大気圏の厚さ: ~100 km 海洋の平均水深: ~4 km 1997年8月 台風“Winnie” (スペースシャトル Discovery、高度300~500 km)                 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/archivepix.html

気候システムを規定する 基本定数および物理・化学過程 [気候変動論、 住ほか、 岩波書店]

気候システムを規定する 基本定数および物理・化学過程 太陽定数(太陽表面温度、地球・太陽間距離(地球公転軌道)) 地球公転速度、地球自転軸と公転面の傾き(“地球軌道要素”) 地球半径・質量、自転速度  重力とコリオリ力 大気総量、大気組成(放射活性・温室効果気体、エアロゾル、雲) 気温気圧分布(大気安定度)、水蒸気量(潜熱)、粘性(乱流) 地表面状態(海陸、植生、雪氷等の分布                    放射的、熱的、力学的特性) 大気海洋相互作用、大気陸面(生物圏含む)相互作用、 大気雪氷相互作用、雪氷海洋相互作用(例:中・深層水) 火山噴火、隕石衝突…

気候システムの変動とそれに関わる過程 数億年: “地球史46億年”(固体地球の冷却・大気海洋と生物の進化・他) 数億年: “地球史46億年”(固体地球の冷却・大気海洋と生物の進化・他) 数万年: 氷期・間氷期(地球軌道要素=“ミランコビッチ”サイクル) 数千年:  (海洋深層循環) 数百年~数十年: 地球温暖化(人類の文明?) 数十年~数年: エルニーニョ・南方振動(大気海洋相互作用) 環状モード=北極振動・南極振動 太陽活動の11年周期(エネルギー量は0.1%、紫外線量は1%、宇宙線量は10%変動。なお、他にも長周期の各種変動あり) 数ヶ月~数週間: さまざまな“テレコネクションパターン” Madden-Julian Oscillation (MJO) (熱帯の積雲の組織化) ブロッキング高気圧 数日: 温帯高低気圧

大気と海洋の相互作用 風の持つ運動量(乱流摩擦):大気海洋 海の熱と水(顕熱と潜熱):海洋大気(多くの場合) 大気側:地表面摩擦(運動エネルギー消散) 海洋側:「風成循環」駆動 海の熱と水(顕熱と潜熱):海洋大気(多くの場合) 熱と水蒸気の乱流輸送(気温・湿度分布、地表風速に依存) 降水・蒸発:海洋の塩分濃度が変化「熱塩循環」が変化 例:風海流による熱輸送(海表温)気団形成・変質風 (なお、大気と陸面、大気と雪面、大気と氷面間にも、運動量と熱のやりとりがある。)

海洋から大気へ顕熱と潜熱が大量に供給される 【冬のシベリアからの北西季節風】 気温は大陸沿岸で-10~-20℃ 日本海沿岸で0℃  日本海上を10~20時間進む間に、 海洋から大気へ顕熱と潜熱が大量に供給される [左図:木村竜治、流れの科学;  右上図:新田尚、新気象読本]

エルニーニョ・南方振動 El Niño-Southern Oscillation, ENSO Darwin Tahiti “NINO 3”海域 南方振動: インド気象台長だったウォーカー(Walker)が1923年に発見 (インドのモンスーンはいつはじまるか、総雨量はどの程度になるか、予測するため過去の気象データを調査していた) (ちなみに、“Walker循環”は、熱帯の東西循環のこと。西太平洋で上昇、東太平洋で下降、など。 vs. Hadley循環) <以降のENSO解析に使用するデータは断わりのない限り、http://www.cpc.noaa.gov/data/indices/より。>

Walkerが発見した南方振動(Southern Oscillation) “細かいぎざぎざ”1年周期の変動 数年おきに、年極大値、年極小値が変動しているか? DarwinとTahitiとで、何か関係性がある?

南方振動指数(Southern Oscillation Index) 南方振動の指数を定義: DarwinとTahitiの気圧アノマリーの差を規格化

熱帯西太平洋と熱帯中央太平洋とで、数年周期で気圧偏差が“シーソー”的な 変動をする現象 Darwin Tahiti “NINO 3”海域 南方振動とは:    熱帯西太平洋と熱帯中央太平洋とで、数年周期で気圧偏差が“シーソー”的な   変動をする現象 その実体をさらに探るために、熱帯の海(海表温)にも着目してみよう (Sea Surface Temperature, SST)

そもそも熱帯のSSTの季節変動はどうなっている? NOAA Optimum Interpolation (OI) Sea Surface Temperature (SST) V2 http://www.cdc.noaa.gov/data/gridded/data.noaa.oisst.v2.html

南方振動指数とEl Niño・La Niña 明瞭な逆相関がみえていそうである 南方振動指数が大きな負(Darwin高圧アノマリ、Tahiti低圧アノマリ)  熱帯東太平洋高温

南方振動指数とEl Niño・La Niña 明瞭な逆相関がみえていそうである 南方振動指数が大きな負(Darwin高圧アノマリ、Tahiti低圧アノマリ)  熱帯東太平洋高温

南方振動とEl Niño・La Niña ★エル・ニーニョ(El Niño) (“神の子”(男の子))という現象: ・南米ペルー・エクアドル沖の熱帯東太平洋(湧昇域:低温、生物生産大)にて、  毎年12月から3月にかけて、海面水温が上昇しアンチョビー(かたくちいわし)が姿消す   (海水温循環の季節変化)  ・数年に一度、広域で異常昇温  (海水温循環の年々変動) ・逆に、広域で異常降温する場合、ラ・ニーニャ(La Niña) (“神の子”(女の子)) ガラパゴス諸島サンクリストバル島(2004.7)  ガラパゴスアシカ

南方振動とEl Niño・La Niña ガラパゴス諸島サンクリストバル島(2004.7)

エルニーニョ・南方振動 El Niño-Southern Oscillation, ENSO 大気海洋相互作用現象としてのENSO: ・エル・ニーニョとラ・ニーニャは、大気海洋結合システムの二つの「安定解」。 ・数年周期で(ただし不定)、二つの状態の間を行き来する。 ・地表風により海洋中に大規模波動が励起され、これが水塊を移動させ状態変化をもたらす。 [小倉義光著、一般気象学、東京大学出版会]

“もどき”: 1970年代以前は、“教科書的な”El Niño、La Niñaが起こっていたが、        1970年代以降、様子が変わってきている。地球温暖化の進行がその原因        かもしれない。[Ashok and Yamagata, Nature, 461, 481-483, 2009]

エルニーニョ現象と世界の天候との統計的関係 1949~2004年におけるエルニーニョ現象発生年とエルニーニョ現象・ラニーニャ現象ともに発生していない年とで比較し、検定の結果、危険率10%未満で有意な差のあった地域をまとめて分布図に示す。 どうして/どのようにして、熱帯のENSOの影響が遠く中高緯度まで伝播するのか?  “テレコネクション” http://www.data.jma.go.jp/gmd/cpd/data/elnino/learning/faq/whatiselnino.html

エルニーニョとインドネシア森林火災 ★エル・ニーニョに 伴う直接的影響の例: 1997年インドネシア 大森林火災 大旱魃(+乱開発) が原因。 ・熱帯生態系の焼失 ・煙害、越境大気汚染  [AERA, 97.10.13]

< Indian Ocean Dipole Mode > インド洋ダイポールモード     [Saji et al., Nature, 1999; http://www.jamstec.go.jp/frsgc/dm/nature/ ] < Indian Ocean Dipole Mode >

気候変動と地球温暖化 気候システムとその変動過程 エルニーニョ・南方振動 <参考図書等> ・「地学図表」 浜島書店 ・住明正ほか 「気候変動論」(岩波講座・地球惑星科学11) 岩波書店 ・小倉義光 「一般気象学」 東京大学出版会 ・木村竜治 「流れの科学」 東海大学出版会 ・新田尚 「新気象読本」 東京堂出版 ・江守正多 「地球温暖化の予測は「正しい」か?不確かな未来に科学が挑む」 化学同人 ・IPCC Fourth Assessment Report (AR4), Climate Change 2007, Working Group I Report "The Physical Science Basis“ Cambridge U. Press ・近藤洋輝 「地球温暖化予測がわかる本-スーパーコンピュータの挑戦」 成山堂書店 ・ワート「温暖化の<発見>とは何か」 みすず書房 ・米本昌平 「地球環境問題とは何か」 岩波新書