化学気候モデルを用いた太陽活動に伴う気候変化実験

使用化学气候模型进行与太阳活动相关的气候变化实验

• 批准号: 09J04486
• 负责人: 山下 陽介
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04486/
• 关键词: 化学気候モデル; 成層圏大気; オゾン; 太陽11年周期変動; 成層圏準二年周期振動(QBO)

冬季北半球の成層圏には北極周辺の強い西風で特徴づけられる極渦があり、その年々変動は赤道成層圏に存在する準二年周期振動(Quasi-biennial Oscillation : QBO)や太陽活動の11年周期の影響を受けて変化する傾向にある。成層圏の極渦の強化/弱化と関連して対流圏でも北極振動(Arctic Oscillation : AO)が変化する傾向があり、対流圏の気候を予測する上で成層圏のプロセスや成層圏対流圏結合のプロセスを理解することが重要と考えられる。本研究では、化学気候モデル(Chemistry Climate Model : CCM)と客観解析データを用いて、これら太陽活動やQBOが気候に及ぼす影響について、そのプロセスの解明を目指してきた。前年度までは太陽活動とQBOの影響を個別に調べたが、今年度は2つの要因を両方考慮し、成層圏QBOが極渦変動に及ぼす影響が太陽活動に伴いどのように変わるのか、また対流圏にどのように影響するのかについて調べた。モデル実験の結果と客観解析データを解析し、結果を50hPaのQBOの西風相と東風相、太陽活動の極大期と極小期により4つに分類し、それぞれ平均的な特徴を調べた。12月から1月にかけ、太陽活動極大期(極小期)でQBOが西風相(東風相)の場合に極渦の強化(弱化)傾向が見られた。これらのケースでは、極渦周辺においてQBOの応答と太陽活動の応答がそれぞれ似ており、QBOと太陽活動の応答が波と平均流の相互作用を受けて互いに強化されたと考えられる。また、対流圏においてもAOの変化に対応する東西風変化が見られた。客観解析データの結果では、特に日本周辺で変動が大きく初冬の気候への影響が示唆された。さらに冬季全体についても細かい時間スケールで調べると、強化(弱化)した上部成層圏の極渦が中高緯度で極向き・下向きに移動する特徴が見られた。

In winter, the Northern Hemisphere stratosphere is characterized by strong westerlies around the Arctic, polar vortices, annual fluctuations, and quasi-biennial oscillations (QBO) in the equatorial stratosphere, as well as a tendency to be influenced by the 11-year cycle of solar activity. Arctic Oscillation (AO) is an important factor in the prediction of the stratospheric conditions and in the understanding of the stratospheric conditions associated with polar vortices. This study is aimed at clarifying the effects of solar activity and QBO Climate on climate change and climate change. In the previous year, the influence of solar activity and QBO was adjusted individually. In the current year, the main causes of QBO and polar vortex were considered. The influence of QBO on solar activity was adjusted individually. The results of the analysis of the data are analyzed, and the results are adjusted according to the characteristics of the westerly phase and the easterly phase of the QBO at 50hPa, the maximum period and the minimum period of solar activity. In December, January and January, the maximum period (minimum period) of solar activity, QBO and westerly phase (easterly phase), the polar vortex tends to strengthen (weaken). The interaction between QBO and solar activity is enhanced by the interaction between QBO and solar activity. The first is to change the way things are going. The results of customer analysis show that the weather in early winter is affected by the change of weather in Japan. In winter, the polar vortex in the upper stratiform moves poleward and downward at middle and high latitudes.

项目成果

Multimodel assessment of the factors driving stratospheric ozone evolution over the 21st century

• DOI: 10.1029/2010jd014362
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: L. Oman;D. Plummer;D. Waugh;J. Austin;J. Scinocca;A. Douglass;R. Salawitch;T. Canty;H. Akiyoshi;S. Bekki;P. Braesicke;N. Butchart;M. Chipperfield;D. Cugnet;S. Dhomse;V. Eyring;S. Frith;S. Hardiman;D. Kinnison;J. Lamarque;E. Mancini;M. Marchand;M. Michou;O. Morgenstern;Tetsu Nakamura;J. Nielsen;D. Oliviè;G. Pitari;J. Pyle;E. Rozanov;T. Shepherd;K. Shibata;R. Stolarski;H. Teyssèdre;W. Tian;Y. Yamashita;J. Ziemke

Recovery of stratospheric ozone in calculations by the Center for Climate System Research/National Institute for Environmental Studies chemistry-climate mode under the CCMVa1-REF2 scenario and no-climate-change run

气候系统研究中心/环境研究所化学-气候模式在CCMVa1-REF2情景和无气候变化运行下的计算中平流层臭氧的恢复

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: Akiyoshi;H.;Y.Yamashita;K.Sakamoto;L.B.Zhou;T.Imamura
• 通讯作者: T.Imamura

The dynamical response of ozone and temperature in the lower stratosphere to the 11-year solar cycle simulated by the CCSR/NIES CCM

CCSR/NIES CCM 模拟的平流层低层臭氧和温度对 11 年太阳周期的动态响应

• 发表时间: 2010
• 作者: Oohashi;K.;Hirose;T.;Shimamoto;T.;Yousuke Yamashita;Yousuke Yamashita
• 通讯作者: Yousuke Yamashita

The stratospheric response to the 11-year solar cycle

平流层对11年太阳活动周期的响应

• 发表时间: 2009
• 作者: 大橋聖和;嶋本利彦;Kiyokazu OOHASHI;山下陽介;川上洋平;Yamashita Yousuke;川上洋平;Kiyokazu OOHASHI;大橋聖和;山下陽介;三浦雅樹;大橋聖和;山下陽介;Y.Kawakami;Yamashita Yousuke;Yamashita Yousuke;Yamashita Yousuke
• 通讯作者: Yamashita Yousuke

Influence of lower stratospheric ozone variation on tropospheric temperature and mean meridional circulation in the Northern Hemisphere summer

北半球夏季低平流层臭氧变化对对流层温度和平均经向环流的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: Geophys.Res.Lett. 36
• 作者: Nakamura T.;H.Akiyoshi;Y.Yamashita
• 通讯作者: Y.Yamashita