ニューギニア沿岸湧昇を介した 大気・海洋フィードバック
美山透 ・長谷川拓也
独立行政法人海洋研究開発機構
(JAMSTEC)
Mar 26, 2014
第 60 回 気候影響 利用研究会･基盤研究（Ｃ） #23540519
「エルニーニョ発生機構の解 明：沿岸湧昇と高山山脈に着目し
た高解像度気候モデル研究」
エルニーニョの発生
西風バースト
JAMSTEC Application Lab. 季節予
測
今年にエルニーニョ 発生か？
ニューギニア
西風バースト
Madden Julian Oscillationn
などの大気現象
海洋の条件
Yu et al. (2003)
Eisenman et al. (2005) など
ニューギニア
西風バースト
1 月の 2001 － 2010 年平均 SST (from NOAA OISST)
ニューギニア
1 月の 2001 － 2010 年平均 SST (from NOAA OISST)季節風
冷たい水の湧昇
Ekman 流（海）強い北西モンスーン 沿岸湧昇
冷たい SST SST 勾配 西風強化エルニーニョ
Hasegawa et al. 2011
2001/2002 北半球冬の西風バース
ト
Hasegawa et al.(2009)2001/12/20
2001/12/30
2002/1/10
強い西風
衛星観測
2001 年 10/1
2002 年 2/1
SST SST
Hasegawa, T., K. Ando, K. Mizuno, and R. Lukas, 2009: Coastal upwelling along the north coast of Papua New Guinea and SST cooling over the pacific warm pool: A case study for the 2002/03 El Niño event. J. Oceanogr., 65, 817-833.
他のエルニーニョ前の冬でも
海面風応力（ NCEP 再解析）
コンポジット解析
エルニーニョ前
他の年
差
SST （海洋モデル OFES ）
Hasegawa, T., K. Ando, K. Mizuno, R. Lukas, B. Taguchi, and H. Sasaki, 2010: Coastal upwelling along the north coast of Papua New Guinea and El Niño events during 1981–2005. Ocean
Dynamics, 60, 1255-1269.
ニューギニア沿岸で湧昇の再
現
衛星観測 SST
モデルによる SST
JAMSTEC
地球シミュレータ 高分解能海洋モデル OFES
Hasegawa, T., K. Ando, and H. Sasaki, 2011: Cold Water Flow and Upper-Ocean Currents in the Bismarck Sea from December 2001 to January 2002. Journal of Physical Oceanography, 41, 827-834.
モデルによる検証
沿岸湧昇を含むローカルな SST に大気は
応答するのか？
領域大気モデルによる実験
ローカルな SST に大気が応答するとし
て、どれくらい海洋に影響があるのか？
領域海洋モデルによる実験
Miyama, T., and T. Hasegawa, 2014: Impact of Sea Surface Temperature on Westerlies over the
Western Pacific Warm Pool: Case Study of an Event in 2001/02. SOLA, 10, 5-9.
大気の SST に対する応答
領域大気モデル実験
IPRC Regional Atmospheric Model
0.25º x 0.25º
28 levels
計算期間 : 2001 年 11 月 から 2002 年 1 月
10 月 29,30,11 月 1,2,3 日 (5 ensemble members)
側面境界条件 :
6hourly JRA25
にナッジング
大規模場を
強制
SST:
NOAA daily OISST v2
Hasegawa et al. (2009 ）の対象である 2001/2002 年の冬で実験
2001/2002 冬の西風バースト
Filled Line:
JRA25
表層風速140-175E, 5S-5N西風
平均2002/2003 のエルニーニョへ
モデルはバーストを再現
Blue line ： Model Ensemble Mean
Filled Line:
JRA25
表層風速140-175E, 5S-5N 平均エラーバー はアンサンブ ルの標準偏差
Dec-JAN 2000/2001 と 2001/2002 は対照的
2001/2002
(
Target
)2000/2001
JRA-25 Surface wind NOAA OISST
周辺の大気循環場（側面境界条件）はそのままに、 この SST に置き換える
SST の勾配がないと
周りの大気循環が不変でも
西風バースト弱化
Blue line ： Model Ensemble Mean
Filled Line:
JRA25
表層風速140-175E, 5S-5N 平均
エラーバー はアンサンブ ルの標準偏差
2. 大気応答に対する海への影響
領域海洋モデル実験
HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM)
Atmospheric Model Region
1. 大気モデル Control run （ SST の効果でバーストが現実的） 2. SST を 2000/2001 年に置き換えた大気モデル run （弱い）
0.25 x 0.25°, 22 levels
Model wind stress
JR25 thermal forcing JR25 forcing
5 ensemble run
赤道ケルビン波への影響
Observed Sea Surface Height
Anomaly (m): AVISO TOPEX/ERS/JASON
Control 引く “ SST 2000/2001” Ensemble mean
Sea Surface height (2S-2N average)
今年の状況
TOGA-TAO/TRITON ブイ観測
TOGA-TAO/
TRITON ブイ観
測
東西風
海面水温
2004 年 3 月 2 日
NASA State of Ocean
JAMSTEC Application Lab. 季節予測
「 JAMSTEC 季節予測」で検索
他の機関
Summary
Feedback
モデル結果は、西太平洋での西風と、湧昇をともなう SST 変化との相互フィードバックを示唆
SST による西風の弱化
Surface zonal wind 140-160E, 4S-4N average
Blue ： ensemble mean
Filled Line:
JRA25
Blue ： ensemble mean
2000/2001 SST
Climatological SST
Surface zonal wind 140-160E, 4S-4N average
Local な SST が全てを決め
ているわけではない
Filled Line:
JRA25
前年 2000/2001 Control run
SST を 2001/2002 に変更
ローカルな SST
への影響
“Control” minus “SST 2000-2001” forced Ensemble mean 2001-2002 Dec/Jan mean
Enhancement of SST gradient Feedback
沿岸湧昇の強化
ニューギニア ニューギニア
2001/2002 SST run (Control) 2000/2001 SST run
鉛直緯度断面
140-145E 平均
Supplemental material
Impact to the sea surface height
Observed Sea Surface Height
Anomaly (m): AVISO TOPEX/ERS/JASON
“Control” minus “SST 2000-2001” forced Ensemble mean
Model
Wind stress
JRA25 wind stress
Sea Surface height (2S-2N average)
SST の差
SST difference 2000/2001 との差
Climatlogy との差
Dec/Jan 2000-2001 2001-2002 difference
OISST
JRA25 surface wind
Dec-Jan 2001/2002 2000/2001 difference
shade: SST difference vector: wind differnce
赤道ケルビン波への影響
Observed Sea Surface Height
Anomaly (m): AVISO TOPEX/ERS/JASON
SST2001/2002(control) 引く “ SST 2000/2001” Ensemble mean
Model
Wind stress
JRA25 forcings
SST (5S-5N average)
2001/2002 SST run (Control) 2000/2001 SST run
