2003 El Niño 0AOG1102

東海大学

2003 年度 卒業論文

El Niño 期における熱帯太平洋−インド洋

海域上の海上風・対流活動の季節内変動特性

指導 轡田 邦夫 教授

東海大学 海洋学部 海洋科学科

0AOG1102 上田 拓朗

要旨

過 去 の 研 究 よ り 熱 帯 イ ン ド 洋 − 太 平 洋 に お け る 海 上 風 の 季 節 内 変 動

は 、

El Niño の発生過程に重要な役割を果すことが明らかである。し

か し

El Niño 期に季節内変動が強まる要因や、El Niño 期特有の現象

で あ る 西 風 域 の 東 方 移 動

(西風バースト)や西方移動が個々の El Niño

event で如何なる特性を有し、季節内変動に関わっているかなどが明

確 で な い 。そ こ で 本 研 究 で は 、衛 星 散 乱 計 を 主 と し た 高 解 像 度 の 海 上

風 デ ー タ を 用 い て 、 最 近 ２ 回 の エ ル ニ ー ニ ョ 現 象

(1997-98 お よ び

2002-03 年)の発生前後の時期を対象として、海上風の季節内スケール

の 変 動 特 性 に つ い て 解 析 を 行 う と 共 に 、

OLR(外向き長波放射)データ

や 海 上 風 の 収 束・発 散 場 の デ ー タ を 用 い て 、同 時 期 に お け る 対 流 活 動

場 の 変 動 と の 関 係 に も 注 目 し た 。東 西 風 時 系 列 の ス ペ ク ト ル 解 析 か ら 、

イ ン ド 洋 ‐ 太 平 洋 の 全 海 域 に お い て

20-70 日の周期をもつ季節内変動

シ グ ナ ル の 卓 越 が 認 め ら れ た 。

そ こ で 、 季 節 内 変 動 成 分 を 抽 出 し た 時 系 列 に 対 す る 複 素 型 の 経 験 的

直 交 関 数

(CEOF)解析を行った結果、過去の研究と同様に El Niño 発

生 期 に 東 方 伝 播 が 認 め ら れ 、こ の 伝 搬 特 性 は 対 流 活 動 に 伴 っ て 起 こ る

こ と も 明 ら か に な っ た 。ま た

El Niño(2002-2003)の特徴として、終息

に 向 か う 時 期 に も 西 風 域 の 東 方 伝 搬 傾 向 が 見 ら れ る な ど の 特 徴 的 な

伝 播 特 性 が 検 出 さ れ た 、し か し

El Niño 終息期の西風偏差の西方伝搬

は 確 認 で き な か っ た 。

目次

要 旨 1． は じ め に ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ １ 2． デ ー タ と 解 析手 法 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ４ 3． 海 上 風 変 動 場 3-1． 東 西 風 の 時間 経 度 断 面・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・１ １ 3-2． 東 西 風 の 時系 列 並 び にス ペ ク ト ル解 析 3-2-1． 東 西風 の 時 系 列解 析 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・１ ３ 3-2-2． ス ペ ク ト ル 解析 ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ １ ５ 4． 東 西 風 の 季 節内 変 動 場 ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ １ ７ 5． 複 素 直 交 関 数解 析 (CEOF 解 析 )・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ １ ９ 6． 季 節 内 ス ケ ール の 海 上 風場 及 び 対 流活 動 場 ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ２ ０ 7． 対 流 活 動 の 変動 7-1 OLR と 収 束 発 散 量 の変 動 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・２ １ 7-2 El Niño event 中 の OLR の 特 徴・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・２ １ 7-3 El Niño event 中 の OLR 季 節 内周 期 で の 特徴 ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・２ ２

8． 結 論 及 び 今 後の 考 察 ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・・ ２ ４

謝 辞 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ２ ６ 引 用 文 献 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ２ ７ 付 図 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ２ ９

１ ． は じ め に 熱 帯 太 平 洋 − イ ン ド 洋 は 、太 陽 エ ネ ル ギ ー に よ る 熱 供 給 が ど の 海 域 よ り も 高 く 、 大 気 大 循 環 を 駆 動 す る 熱 源 と 云 え る 。 と り わ け 、 太 平 洋 西 部 海 域 は 全 海 洋 で も 最 も 水 温 の 高 い 海 域 で あ り 、 こ の 海 域 に お け る 水 温 躍 層 よ り 上 層 の 水 塊 は 、 そ の 特 徴 を 示 す よ う に warm pool と 呼 ば れ て い る 。 こ の 海 域 が 注 目 さ れ て き た の は 、 異 常 気 象 現 象 の 要 因 の 一 つ と 目 さ れ る El Niño event の 発 生 源 と 考 え ら れ る か ら で あ

る 。 気 象 庁 の El Niño event の 定 義 で は 、 Niño3 Index ( 熱 帯 赤 道 域 東 部 太 平 洋

150°W-90°W, 5°S-5°N で 観 測 さ れ て い る 水 温 の 月 平 均 平 年 偏 差 値 の 正 規 化 さ れ た 値 )の 5 ヶ 月 移 動 平 均 値 が +0.5°C 以 上 を 示 す 状 態 が 6 ヶ 月 以 上 持 続 し た 年 と 定 義 さ れ て い る (Fig. 1a)。 こ の 現 象 が 発 生 し て い る 年 は 、 赤 道 太 平 洋 の 東 部 で 例 年 よ り も 海 面 水 温 が 高 く 、 西 部 で 低 く な り 、 こ の 変 動 が 大 気 海 洋 相 互 作 用 を 通 じ て 海 面 気 圧 場 に 影 響 を 与 え 、 気 候 パ タ ー ン 形 成 に 変 化 が 生 じ る こ と で 世 界 中 に 異 常 気 象 を も た ら す も の と 考 え ら れ る 。 こ の Index の 移 動 平 均 値 が 負 で 大 き な 値 、 即 ち -0.5°C 以 下 の 状 態 が 半 年 持 続 す る 現 象 は La Niña と 呼 ば れ て お り 、 こ の 発 生 時 に は El Niño event と は 正 反 対 の パ タ ー ン 、 即 ち 赤 道 太 平 洋 東 部 で 例 年 よ り 海 面 水 温 が 低 く 、 西 部 で 高 く な る 気 候 パ タ ー ン を 形 成 し 、El Niño event と 同 様 に 異 常 気 象 を 引 き 起 こ す 要 因 と 考 え ら れ る 。 太 平 洋 の 東 部 と 西 部 に お け る 海 面 水 温 が シ ー ソ ー 現 象 の よ う に 変 動 を す る こ と か

ら 、 El Niño event と La Niña現 象 は 一 つ の サ イ ク ル と し て 考 え ら れ る 。

こ の よ う な シ ー ソ ー 現 象 は 海 面 気 圧 場 に も 認 め ら れ 、 オ ー ス ト ラ リ ア 北 西 部 ダ ー ウ ィ ン の 海 面 気 圧 偏 差 と 太 平 洋 南 東 部 の タ ヒ チ の 海 面 気 圧 偏 差 に El Niño event と 同 様 な シ ー ソ ー 現 象 が 現 れ る 。 こ の シ ー ソ ー 現 象 は 南 方 振 動 (Southern Oscillation)と 呼 ば れ 、 両 観 測 点 の 気 圧 偏 差 の 正 規 化 さ れ た 値 の 差 を Index と し た

南 方 振 動 指 数 (Southern Oscillation Index: SOI)は Niño3 Index と 良 い 相 関 が あ る こ

と か ら 、 El Niño event と 南 方 振 動 は 大 気 と 海 洋 が 結 合 し た 一 連 の サ イ ク ル と し て

考 え ら れ 、 両 現 象 の 密 接 な 関 連 性 か ら 両 現 象 は 一 ま と め に El Niño Southern

Oscillation (ENSO)と 呼 ば れ る こ と が あ る 。 El Niño event の 発 生 力 学 機 構 を 考 え る に は 、 海 洋 内 部 の 変 動 だ け で な く 、 大 気 と の 関 連 性 を 考 慮 す る 必 要 が あ ろ う 。 El Niño event は 赤 道 太 平 洋 西 部 の Warm pool が 東 方 に 領 域 を 拡 大 し 、 赤 道 東 部

の 水 温 が 上 昇 す る こ と で 発 生 す る こ と が 明 ら か に さ れ て い る 。 こ の Warm pool の 東 方 伝 播 の 駆 動 源 と し て 西 風 バ ー ス ト (西 風 の 突 然 の 卓 越 現 象 )が あ げ ら れ る 。 西 風 バ ー ス ト の 定 義 は 漠 然 と し て い る が 、お お よ そ 7 日 ~10 日 (広 義 に 3 週 間 )の 時 間 ス ケ ー ル で 、10m s-1_{を 超 え る 風 速 を 持 つ こ と が あ り 、冬 季 に お い て 頻 繁 に 発 生 す} る 傾 向 が あ る 。 Lau et al (1989)は 西 風 バ ー ス ト が 季 節 内 変 動 と 関 連 付 け ら れ る こ と を 指 摘 し て い る 。 1997-1998 年 El Niño event に お い て は 季 節 内 変 動 の シ グ ナ ル が 大 き く 現 れ て お り 、管 野 (2002)で は 西 風 の 季 節 内 変 動 の 解 析 が 行 わ れ て い る 、そ し て 近 年 (2002-03 年 )に El Niño event が 起 こ っ て お り こ の 東 西 風 の 季 節 内 変 動 の 解 析 を 行 い 管 野 (2002)と の El Niño 特 性 の 比 較 を 行 う こ と は El Niño event の 季 節 内 周 期 の 特 性 を 知 る た め に も 重 要 で あ る 。 季 節 内 変 動 を 含 む 数 十 日 程 度 の 比 較 的 短 周 期 の 変 動 に 対 す る 詳 細 な 解 析 に は 、 時 空 間 的 に 密 な デ ー タ の 取 得 が 必 要 で あ る 。 従 来 、 海 上 風 の 観 測 デ ー タ は 船 舶 や 係 留 ブ イ に よ る 直 接 観 測 が 利 用 さ れ て き た が 、船 舶 や 係 留 ブ イ デ ー タ で は 熱 帯 域 の 季 節 内 変 動 特 性 を 詳 細 に 解 析 す る こ と は 困 難 で あ る 。 そ れ に 対 し て 、 近 年 衛 星 散 乱 計 及 び 客 観 解 析 デ ー タ に よ る 海 上 風 ベ ク ト ル デ ー タ セ ッ ト が 使 用 さ れ る よ う に な っ た 。 衛 星 散 乱 計 は 、 マ イ ク ロ 波 を 放 射 し 、 海 洋 の 風 波 か ら 風 向 ・ 風 速 を 推 定 す る 。1999 年 代 に は NASA に よ る Quik Scatterometer に Sea Winds が 搭 載 さ れ 、全 球 海 洋 上 に お け る 海 上 風 ベ ク ト ル デ ー タ を 高 精 度 で 短 時 間 観 測 で き る よ う に な っ た 。 QSCAT は 1999 年 6 月 か ら 稼 動 し て 現 在 も 観 測 中 で あ り 、 2002-2003 年 El Niño event を含 ん で いる 。

そ こ で 本 研 究 で は 、QSCAT 衛 星 散 乱 計 デ ー タ セ ッ ト か ら 得 ら れ る 海 上 風 デ ー タ を 用 い て 、 2002-2003 年 El Niño event に お け る 海 上 風 の 季 節 内 変 動 に 注 目 し 、 そ の 伝 播 構 造 を 調 べ た 。 ま た 、 こ の El Niño event に お け る 伝 播 構 造 が こ の event に 特 有 な 現 象 か 否 か を 検 証 す る た め 、管 野 (2002)で 研 究 さ れ て い る 1996-1998 年 El Niño event に お け る 海 上 風 及 び OLR の 変 動 を 同 様 の 解 析 手 法 を 使 い 比 較 検 証 し て み た 。

第 1 章 で は 、 解 析 の 背 景 を 記 述 し 、 第 2 章 で は 使 用 デ ー タ 並 び に 解 析 手 法 を 記 述 し た 。第 3 章 で は El Niño event に お け る 東 西 風 の 特 徴 を 記 述 し た 。ま た 、そ れ 以 外 の 期 間 に お け る 海 上 風 変 動 の 相 違 に つ い て 記 述 す る た め 、通 常 の 期 間 (Normal phase)に お け る 海 上 風 の 特 徴 も 記 し た 。 ま た 、 東 西 風 の 時 間 変 動 を 調 べ る た め 、 各 期 間 に お け る 東 西 風 時 系 列 を 描 き 、 各 期 間 に お け る 周 期 性 の 特 徴 を 調 べ る た め に ス ペ ク ト ル 解 析 を 行 っ た 。第 4 章 で は El Niño event に お け る 東 西 風 の 季 節 内 変 動 構 造 に つ い て 記 述 し た 。 第 5 章 で は 季 節 内 変 動 の 緯 度 経 度 の 2 次 元 的 な 伝 播 構 造 を 調 べ る た め に CEOF 解 析 を 行 っ た 。 第 6 章 で は 第 5 章 で 確 認 さ れ た 伝 播 構 造 の 検 証 を 行 っ た 。第 7 章 で は El Niño event に お け る 対 流 活 動 域 の 特 有 の 変 動 に つ い て 第 ８ 章 で 解 析 の 総 括 を 行 っ た 。

２ ． デ ー タ 及 び 解 析 手 法 − デ ー タ −

・ 海 上 風 デ ー タ セ ッ ト

本 研 究 で は 仏 国 立 海 洋 研 究 所 (Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la Mer :IFREMER)作 成 の European Remote Sensing Satellite-2 (ERS-2)散 乱 計 及 び ア

メ リ カ 航 空 宇 宙 局 (National Aeronautics and Space Administration:(NASA) の

Quickscat (Qscat)/Sea Winds 散 乱 計 、 欧 州 中 期 気 象 予 報 セ ン タ ー (European Center

for Medium-Range Weather Forecast:ECMWF)の 客 観 解 析 デ ー タ に よ っ て 得 ら れ た

海 上 風 ベ ク ト ル デ ー タ セ ッ ト を 用 い た 。

ERS-2 デ ー タ は 、欧 州 宇 宙 機 構 (European Space Agency: ESA)に よ っ て 、1995 年 4 月 に ERS-1 (1991 年 7 月 に 打 ち 上 げ ら れ た ESA 初 の 地 球 観 測 衛 星 )の 後 継 機 と し て 打 ち 上 げ ら れ 、 現 在 も 稼 動 中 で あ る 。 ERS-2 は 海 氷 域 及 び そ の 周 辺 地 域 の 現 象 、 海 面 波 の ス ペ ク ト ル 、 海 上 風 の 2 次 元 分 布 な ど を 含 む 海 表 面 の 特 性 を 観 測 す る た め に 能 動 型 マ イ ク ロ 波 観 測 装 置 (Active Microwave Instrumentation:AMI)、マ イ ク ロ 波 高 度 計 、 赤 外 及 び マ イ ク ロ 波 放 射 計 、 な ど を 搭 載 し た 多 重 ミ ッ シ ョ ン 衛 星 で あ る 。AMI は 5.3GHz (C バ ン ド )の 合 成 開 口 レ ー ダ (Synthetic Aperture Rader:SAR) と マ イ ク ロ 波 散 乱 計 と で 構 成 さ れ て お り 、地 表 面 の 映 像 を 30m の 空 間 分 解 能 で 取 得 す る 映 像 モ ー ド 、 5km×5km 四 方 で 海 面 波 の ス ペ ク ト ル と 方 向 を 取 得 す る 海 面 波 モ ー ド 、 及 び 500km の 観 測 幅 に わ た っ て 25km の 間 隔 で 海 上 風 の 風 向 、 風 速 値 を 取 得 す る 風 モ ー ド を 備 え て い る 。 マ イ ク ロ 波 散 乱 計 は 風 向 ･風 速 値 が 共 に 観 測 で き る 唯 一 の リ モ ー ト セ ン サ ー で あ り 、 ア ク テ ィ ブ セ ン サ ー で あ る た め 観 測 デ ー タ の 地 域 依 存 が 無 く 、 海 面 水 温 な ど の 海 面 状 況 に 影 響 さ れ る こ と も 極 め て 少 な く 、 グ ロ ー バ ル に 均 一 で 高 精 度 の 観 測 が 可 能 で あ る が 、 直 接 海 上 風 を 観 測 し て い る わ け で は な く 、 そ の 後 方 散 乱 係 数 を 利 用 し て 、 風 向 と 風 速 を 推 定 し て い る 観 測 装 置 で あ る 。 ERS-2 は 3 本 の 散 乱 計 ア ン テ ナ を 取 り 付 け ら れ て お り 、 最 大 で 4 つ の 風 向 ･風 速 値 の 候 補 が 得 ら れ る 。 IFREMER は 、 後 方 散 乱 係 数 か ら 推 定 さ れ た 最 大 4 つ の 風 向 ･風 速 を 用 い て 、 反 射 強 度 の 大 き い 海 氷 、氷 山 の マ ッ ピ ン グ を 行 い 、500km×3000km の 範 囲 で 統 計 的 に 処 理 を し て 、 隣 接 さ れ た 海 域 で の 連 続 性 を 考 慮 し 、 現 場 観 測 値 や ECMWF に よ る 客 観 解 析 デ ー タ と の 比 較 を 行 い 、そ の 結 果 か ら 信 頼 度 の 高 い 順 に 最 大 4 つ の 風 向 ･

風 速 値 に ラ ン ク 付 け を 付 記 し た デ ー タ セ ッ ト を 提 供 し て い る 。 本 研 究 で は 、 first ラ ン ク か ら 20°S-20°N、 30°E-70°Ｗ に お け る デ ー タ を 抽 出 し 、 荷 重 平 均 法 に よ り 1° × 1° 格 子 平 均 の 1 日 値 海 上 風 デ ー タ を 作 成 し た 。 後 に ECMWF2.5°×2.5°格 子 デ ー タ と 同 一 格 子 に す る た め に 、そ の 後 再 度 2.5°×2.5°格 子 平 均 に 変 換 し 直 し て い る 。 空 間 平 均 場 の 算 出 に は 、 衛 星 軌 道 に よ る 観 測 の ば ら つ き か ら 短 期 間 の 平 均 場 を 算 出 す る 際 、 エ イ リ ア ジ ン グ を 生 む 可 能 性 が あ る 。 そ こ で 各 格 子 点 か ら の 距 離 と 共 に 減 少 す る 荷 重 に よ る 平 均 値 を 求 め た 。 荷 重 関 数 に 関 し て は Kutsuwada (1998)で 用 い ら れ た 以 下 の 式 を 用 い た 。 2 2 4 ( ) ( ) 2 2 4 ( ) R r W r R r − = + (1) こ こ で 、W は 荷 重 、R は 影 響 半 径 、r は 格 子 点 か ら の 距 離 を 表 し 、ｒ＞ R の 時 は W＝ 0 で あ る 。影 響 半 径 R は 海 上 風 変 動 の 空 間 ス ケ ー ル を 考 慮 し て 東 西 方 向 に 600 ｋ ｍ 、 南 北 方 向 に 300 ｋ ｍ の 楕 円 に な る よ う に し た 。 こ れ ら は Advance Earth Observing Satellite (ADEOS) /NASA Scatterometer (NSCAT) 散 乱 計 に 対 し て Kutsuwada (1998)が 用 い た 値 の 2 倍 に 相 当 す る が 、こ の 相 違 は ERS デ ー タ と NSCAT デ ー タ の 空 間 密 度 の 相 違 に 基 づ い て い る 。 ま た 、 時 間 に 関 し て は 、 対 象 と す る 日 の 正 午 か ら 前 後 36 時 間 以 内 に 該 当 す る デ ー タ に 対 し て 等 荷 重 が 用 い ら れ た (See Kubota et al., 2002)。 Quickscat は 1999 年 6 月 に 、 NASA に よ り カ リ フ ォ ル ニ ア で 打 ち 上 げ ら れ た 衛 星 で あ る 。こ の 衛 星 に は 、SeaWinds と 呼 ば れ る マ イ ク ロ 波 散 乱 計 が 搭 載 さ れ て お り 、現 在 も 稼 働 中 で あ る 。SeaWinds は 、1 日 の 観 測 で 海 氷 以 外 の 海 面 の 90％ を カ バ ー す る こ と が で き る 。観 測 は 、直 径 1m の パ ラ ボ ラ ア ン テ ナ を 毎 分 18 回 転 さ せ 、 水 平 偏 波 − 入 射 角 46°、直 角 偏 波 − 入 射 角 52°の 2 つ の ペ ン シ ル ビ ー ム で ス キ ャ ン す る 、 と い う 方 法 で 行 わ れ て い る 。 衛 星 の 飛 行 と 共 に 、 同 一 地 点 を 異 な る 方 位 角 で 4 回 測 定 を 行 い 、 こ の 4 つ の 散 乱 断 面 積 か ら 風 速 ・ 風 向 を 算 出 し て い る 。 得 ら れ る デ ー タ は 米 国 の カ リ フ ォ ル ニ ア 工 学 大 学 ジ ェ ッ ト 推 進 研 究 所 (Jet Propulsion Laboratory: JPL)に あ る The NASA physical Oceanography Distributed Archive Center (PO-DAAC)よ り 処 理 さ れ る 。

本 研 究 で 用 い た デ ー タ は 、各 風 向・風 測 値 が 含 ま れ る レ ベ ル 2b を 用 い た 。し か し 、Qscat は NSCAT に 比 べ て 観 測 入 射 角 が 大 き い の で 、降 雨 に よ る 影 響 が 顕 著 に

現 れ る と い う 指 摘 が あ る 。 し た が っ て 、 本 研 究 に お い て は 、 降 雨 の 影 響 が あ る と 考 え ら れ る （ Rain Flag と 呼 ば れ る ） デ ー タ は 除 去 し た 。 ま た 、 格 子 化 は ERS-2 と 同 様 な 荷 重 関 数 を 用 い て 1°×1°格 子 平 均 作 成 し 、2.5°×2.5°格 子 平 均 に 変 換 し た 1 日 値 の 海 上 風 デ ー タ を 作 成 し た 。 但 し 、 影 響 半 径 は 東 西 方 向 に 300km、 南 北 方 向 に 150km と し た 。

そ れ ぞ れ の 使 用 す る 期 間 に つ い て は 、 ERS-2 で は 1996 年 10 月 か ら 2000 年 12 月 を 、 Qscat で は 2001 年 1 月 １ 日 か ら 2003 年 9 月 31 日 を 使 用 し た 。 ERS-2 に つ い て は 1997-1998 年 El Niño event 並 び に 1998-2000 年 La Niña event 期 間 が 含 ま れ 、 Qscat は 2000-2001 年 Normal Phase と 2002-2003 年 El Niño event が 含 ま れ て い る 。 ま た 、 こ れ ら 衛 星 散 乱 計 及 び 客 観 解 析 デ ー タ は 、 船 舶 や ブ イ に 比 べ て 時 空 間 的 に 密 な デ ー タ を 取 得 す る こ と は で き る が 、 実 測 で は な く 、 衛 星 に 関 し て は マ イ ク ロ 波 を 使 用 し て 間 接 的 に 海 上 風 を 測 定 し 、 客 観 解 析 デ ー タ に 関 し て は 数 値 モ デ ル で 同 化 し た 推 定 値 な の で 、 実 測 と の 精 度 検 証 が 必 要 と な っ て く る 。 こ れ ら に 関 し て は 、 風 間 他 (2000)が TAO (Tropical Atmosphere Ocean)ブ イ を 用 い て 、 本 研 究 で 使 用 す る 衛 星 散 乱 計 並 び に 客 観 解 析 デ ー タ の 精 度 検 証 を 行 っ て お り 、 低 風 速 域 を 除 い た 時 系 列 に 関 し て は 公 称 測 定 精 度 内 の 値 を 示 す こ と 、 並 び に 、 時 系 列 の 比 較 か ら 数 十 日 ス ケ ー ル の 変 動 な ら ば 十 分 に 解 析 可 能 で あ る こ と を 示 し て い る 。 以 上 か ら 、 本 研 究 で 使 用 す る 衛 星 散 乱 計 デ ー タ セ ッ ト は 季 節 内 変 動 特 性 の 解 析 に 有 効 で あ る こ と が 云 え る 。 ・ 外 向 き 放 射 (Outgoing-Longwave-Radiation (OLR)) 本 研 究 で は 、 季 節 内 変 動 に 言 及 す る 際 、 大 気 の 対 流 活 動 の 指 標 と し て National Ocean and Atmosphere Administration (NOAA) 作 成 の 外 向 き 放 射 (Outgoing Longwave Radiation: OLR)を 用 い た 。 OLR は NOAA の 極 軌 道 衛 星 に 搭 載 さ れ て い る two-channel scanning radiometer か ら 得 ら れ た 放 射 値 を も と に 、 衛 星 で 捉 え き れ な か っ た 海 域 の 欠 損 値 を 最 適 内 挿 法 で 補 間 し た 長 波 放 射 値 で あ る (Gruber and Winston, 1978; Liebmann and Smith, 1996)。 OLR 値 は 雲 頂 か ら 放 射 さ れ る 長 波 放 射 を 計 測 し た も の で あ り 、 積 雲 対 流 に 伴 う 潜 熱 の 放 出 に よ る 加 熱 に 対 応 す る 傾 向 が あ り (Yanai and Tomita, 1997)、 積 雲 対 流 の 強 度 の 指 標 と し て 用 い ら れ る こ と が 多 い (e.g., Cadet, 1983; Murakami, 1984; Nakazawa, 1988; Lau et al., 1989; Wheeler and Kiladis, 1999)。OLR デ ー タ に 関 し て 、領 域 は 全 球 を 、期 間 は 1974 年 6 月 1 日 -2003

年 9 月 を カ バ ー し て お り 、 空 間 解 像 度 は 2.5°×2.5°格 子 で 時 間 解 像 度 は 日 平 均 値 及 び 月 平 均 値 の 2 種 類 が 存 在 し て い る 。本 研 究 で は 日 平 均 値 の OLR デ ー タ を 用 い る こ と に す る 。対 象 海 域 は 熱 帯 イ ン ド 洋 − 太 平 洋 の 20°S-20°N，30°E-70°W、対 象 期 間 を 2002 年 3 月 -2003 年 4 月 並 び に 1996 年 10 月 -1998 年 10 月 と す る 。 − 解 析 手 法 − ・ バ ン ド パ ス フ ィ ル タ 本 研 究 で 用 い た フ ィ ル タ ー は 再 帰 型 フ ィ ル タ ー の 一 種 で あ る 4 次 の Butterworth フ ィ ル タ ー で あ る 。同 様 の フ ィ ル タ ー の 詳 細 は Murakami (1979)に よ っ て 記 述 さ れ て い る 。 Butterworth フ ィ ル タ ー と は 2 乗 振 幅 特 性 が

( )

_N c

S

2 ₂

1

1

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

=

ω

ω

ω

（ 2） と い う 関 数 形 を 持 つ 再 帰 型 の 低 域 通 過 型 フ ィ ル タ ー で あ る 。 こ こ で c c

π

f

ω

=

tan

（ 3） は カ ッ ト オ フ 周 波 数 fcで 定 義 さ れ て い る 。 (2) 式 に お け る N は フ ィ ル タ ー の 次 数 を 示 し て お り 、 こ れ ら を 定 め る こ と に よ り フ ィ ル タ ー の 特 性 が 決 定 す る 。 本 研 究 で は Murakami (1979)と 同 様 の N＝ 4 の も の を 用 い た の で 、 (2) 式 は 次 の よ う に な る 。

( )

2 ₈

1

1

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

=

c

S

ω

ω

ω

（ 4） こ れ を 因 数 分 解 す る と 、

( ) ( )

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

×

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

=

∗ 8 15 8 13 8 11 8 9 8 7 8 5 8 3 8

1

1

π π π π π π π π

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

i c i c i c i c i c i c i c i c

e

e

e

e

e

e

e

e

S

S

（ 4’）

と な る 。 こ の 時 、 安 定 な 解 の み を 選 ぶ と 周 波 数 応 答 特 性 は 、

( ) ( )

1

8

3

sin

2

1

1

8

sin

2

1

2 2

−

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

×

−

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

∗

π

ω

ω

ω

ω

π

ω

ω

ω

ω

ω

ω

i

i

S

S

c c c c （ 5） と な る 。 こ こ で 、

z

z

i

+

−

=

1

1

ω

（ 6） を 用 い て (4’) 式 を 伝 達 関 数 に 変 換 す る と 以 下 の 式 に な る 。

( )

(

)

(

)

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₋

₊

+

−

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₊

₊

+

+

=

1

8

sin

2

2

2

1

8

sin

2

1

2

2 2 2 2 2 2 1

π

ω

ω

ω

π

ω

ω

ω

c c c c c c

z

z

z

z

z

H

（ 7）

( )

(

)

(

)

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₋

₊

+

−

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₊

₊

+

+

=

1

8

3

sin

2

2

2

1

8

3

sin

2

1

2

2 2 2 2 2 2 2

_π

ω

ω

ω

π

ω

ω

ω

c c c c c c

z

z

z

z

z

H

（ 8） こ の 場 合 、 伝 達 関 数 は 2 つ の 関 数 の 積 と な っ て お り 、 こ れ は 時 間 領 域 で の 2 段 階 の フ ィ ル タ ー 操 作 に 対 応 す る 。 一 般 に 非 再 帰 型 の フ ィ ル タ ー の 場 合 、 出 力 の 位 相 が 入 力 の 位 相 に 対 し ず れ る こ と が あ る 。 こ の 問 題 は 、 出 力 を 時 間 方 向 逆 に し て も う 1 度 シ ス テ ム を 通 す こ と に よ り 解 消 さ れ る 。 4 次 の Butterworth フ ィ ル タ ー の 基 本 式 は 、（ 3） 式 よ り 、 ( )

₍

₎

( ) ( )1 2 2 1 1 1 2 1 0 1

2

₋

+

₋

−

₋

−

₋

+

=

n n n n n n

a

x

x

x

b

y

b

y

y

（ 9） ( )

(

( ) ( ) ( )

)

( ) ( )2 2 2 2 1 1 1 2 1 1 2 0 2

2

₋

+

₋

−

₋

−

₋

+

=

n n n n n n

c

y

y

y

d

y

d

y

y

（ 10） で 示 さ れ 、 各 係 数 は 次 式 で 与 え ら れ る 。 0 2 0

b

a

=

ω

c

1

8

sin

2

2 0

=

+

+

π

ω

ω

c c

b

0 2 0

d

c

=

ω

c

1

8

3

sin

2

2 0

=

+

+

π

ω

ω

_{c c}

d

(

)

0 2 1

2

2

b

b

=

ω

c

−

(

)

0 2 1

2

2

d

d

=

ω

c

−

（ 11）

0 2 2

1

8

sin

2

b

b

c c

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₋

₊

=

π

ω

ω

0 2 2

1

8

sin

2

d

d

c c

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

₋

₊

=

π

ω

ω

本 研 究 で 用 い た 4 次 の Butterworth フ ィ ル タ ー は 、 20 日 の ハ イ パ ス フ ィ ル タ に よ る 時 系 列 と 、 100 日 の ロ ー パ ス フ ィ ル タ さ れ た 時 系 列 を 作 成 し 、 そ れ ら 両 時 系 列 を 元 の 時 系 列 か ら 順 に 引 い て 得 ら れ る 。 具 体 的 な 手 順 と し て は 、 ま ず 、 平 均 か ら の 偏 差 を 取 り 、 リ ニ ア ト レ ン ド を 除 去 し た 後 の 時 系 列 デ ー タ に 対 し て 順 方 向 に フ ィ ル タ ー 処 理 を 行 い 、 そ の 出 力 に 対 し て 時 間 的 に 逆 方 向 に 再 び フ ィ ル タ ー 処 理 を 施 し た 。 そ の 結 果 、 最 終 的 な 出 力 は 生 デ ー タ と の 時 間 位 相 の ズ レ が 発 生 し な く な る 。

・ Complex Empirical Orthogonal Function (CEOF) 解 析

CEOF 解 析 は Barnett (1983)に よ っ て 提 唱 さ れ た 手 法 で 、 時 間 空 間 上 に お い て 複 数 の 伝 播 特 性 を 持 つ 場 の 記 述 に 利 点 を 持 つ 。 通 常 の 経 験 的 直 交 関 数 (EOF) 解 析 が 現 象 の 定 在 的 な 特 性 を 表 現 す る の に 対 し て 、 CEOF 解 析 は 現 象 の 定 在 的 な 特 性 の み な ら ず 、 伝 播 す る 特 性 も 表 現 が 可 能 な 解 析 方 法 で あ る 。 CEOF 解 析 に お い て 、 伝 播 す る 特 性 を 記 述 す る た め に は 時 系 列 の 実 数 軸 へ の 投 影 情 報 の み で な く 虚 数 軸 へ の 投 影 情 報 も 必 要 で あ り 、 そ の よ う な 情 報 は 以 下 の よ う な 変 数 の 複 素 表 現 に よ っ て 与 え ら れ る 。

( )

[

{

( )

( )

}

{

( )

( )

}

]

( )

j

t

i

u

( )

j

t

u

t

a

t

b

i

t

b

t

a

t

j

U

j j j j

,

ˆ

,

sin

cos

sin

cos

,

+

=

−

+

+

=

∑

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

(12) こ こ で j は 空 間 に 関 す る 位 置 、 t は 時 間 を 表 し て お り 、ωと (a, b) は そ れ ぞ れ 角 周 波 数 と フ ー リ エ 係 数 を 表 し て い る 。（ 12） 式 に お け る 複 素 数 部

u

ˆ

(

j

,

t

)

は Hilbert 変 換 と 呼 ば れ る が 、 そ れ は 高 速 フ ー リ エ 変 換 （ FFT） 操 作 か ら 導 出 さ れ る フ ー リ エ 係 数

u

( t

j

,

)

か ら 得 る こ と が で き る 。そ の た め 、Hilbert 変 換 も FFT 操 作 が 持 つ エ ン ド 効 果 と い う 有 限 デ ー タ を 用 い る 際 に 生 じ る 注 意 す べ き 問 題 点 を 持 っ て い る 。 本 研 究 に お け る CEOF 解 析 で は 、 エ ン ド 効 果 を 除 去 す る た め に デ ー タ の 始 め と 終 わ り に 関 し て 、デ ー タ 長 の 10%の 部 分 を cos 型 の フ ィ ル タ ー を 用 い て 平 滑 化 し た 。

そ し て 最 終 的 に FFT 操 作 を 用 い て Hilbert 変 換 を 行 っ た 。結 果 と し て 得 ら れ る（ 12） 式 で 示 さ れ る 複 素 表 現 は EOF モ ー ド の 重 ね 合 わ せ と し て 以 下 の 式 で 示 さ れ る 。

U

( )

j

t

A

( ) ( )

t

B

n

j

n n ∗

∑

=

,

(13) こ こ で 、 ア ス タ リ ス ク は 複 素 共 役 を 意 味 し て い る 。 時 間 に 関 係 す る 成 分 は 次 式 で 与 え ら れ 、

( )

t

U

( ) ( )

j

t

B

j

A

_n j n

=

∑

,

（ 14） こ こ で Bn(j)は m 次 の モ ー ド の 複 素 固 有 ベ ク ト ル を 意 味 す る 。 実 際 に は 、 固 有 値 と 固 有 ベ ク ト ル を 得 る た め に 、 我 々 は 次 式 で 与 え ら れ る 共 分 散 行 列 の 固 有 値 問 題 を 解 か ね ば な ら な い 。

( ) ( )

t k j jk

U

t

U

t

C

=

∗ （ 15） こ こ で <… >t は 時 間 平 均 を 表 し て い る 。 固 有 値 問 題 の 解 と し て 得 ら れ た CEOF 解 析 の 結 果 は 4 つ の 関 数 で 再 現 さ れ る 。 即 ち そ れ ら は 、 空 間 振 幅 関 数 、 時 間 振 幅 関 数 、 空 間 位 相 関 数 及 び 時 間 位 相 関 数 で あ る 。空 間 振 幅 関 数 は 変 動 の 空 間 分 布 を 記 述 し 、そ れ は 通 常 の EOF 解 析 と 同 様 の 解 釈 が で き る 。 時 間 振 幅 関 数 は 振 幅 の 時 間 変 化 を 示 し 、 空 間 位 相 関 数 は 異 な る 空 間 位 置 の 間 に お け る 変 動 に 対 す る 相 対 的 な 位 相 を 表 現 す る 。 時 間 位 相 関 数 は 位 相 の 時 間 変 動 を 示 し て お り 、 変 動 が 一 定 の 周 波 数 と 波 数 を 持 つ な ら ば 、 時 間 位 相 関 数 は 単 調 増 加 す る こ と に な る 。 本 研 究 に お い て は 、特 に 空 間 振 幅 特 性 と 空 間 位 相 特 性 に 注 目 し て 解 析 を 行 っ た 。 解 析 の 対 象 海 域 は 2002-2003 年 並 び に 1996-1998 年 El Niño event 共 に 、 熱 帯 イ ン ド 洋 − 太 平 洋 10°S-10°N と し 、対 象 期 間 は 前 者 を 1996 年 10 月 -1998 年 10 月 、 後 者 を 1991 年 3 月 -1992 年 7 月 と し た 。い ず れ も 西 部 熱 帯 太 平 洋 で 西 風 卓 越 し 始 め て か ら Nino3,4 Index (5°S-5°N; 170°W-120°W に お け る 海 面 水 温 ) が 負 に な る 時 期 に 相 当 す る (Fig. 1b)。

３ ． 海 上 風 変 動 場 ３ − １ ． 東 西 風 の 時 間 − 経 度 断 面 (a) 2002 年 6 月 -2003 年 2 月 El Niño 期 間 最 初 に 赤 道 域 に お け る 東 西 風 が El Niño event 中 ど の よ う な 変 動 を し た の か 時 間 − 経 度 断 面 図 を 作 成 し 、 過 去 の El Niño や 通 常 期 と 比 べ て ど の よ う な 特 徴 を 持 っ て い た の か を 見 た 。 図 2 は 2001 年 11 月 -2003 年 6 月 に お け る 赤 道 、5ºN 及 び 5ºS 上 の 海 上 風 東 西 成 分 (以 後 、東 西 風 ) の 時 間 − 経 度 断 面 図 で あ る 。本 研 究 で 注 目 す る の は 季 節 内 変 動 ス ケ ー ル 以 上 の 長 周 期 変 動 に 注 目 す る の で 、短 周 期 変 動 を 除 去 す る た め に 11 日 の 移 動 平 均 に よ る ロ ー パ ス フ ィ ル タ ー が 施 さ れ て い る 。 ま ず 赤 道 に 注 目 す る と 、 El Niño 発 生 期 の 4 月 、 5 月 に 6m/s 以 上 の 強 い 風 速 の 西 風 域 が 日 付 変 更 線 付 近 ま で 東 方 移 動 し て い る（ 西 風 バ ー ス ト ）。移 動 速 度 は 5~8 ｍ /s で あ り 、 過 去 の 研 究 （ 菅 野 ， 2002） の 西 風 域 の 東 方 移 動 速 度 と 同 程 度 と な っ た 。 西 風 バ ー ス ト 以 降 、 イ ン ド 洋 で は 通 常 西 風 の 卓 越 が み ら れ る イ ン ド 洋 西 − 中 部 で 2003 年 1 月 ∼ 4 月 の 期 間 、東 風 域 が 見 ら れ た 、太 平 洋 西 − 中 部 太 平 洋 上 で は 強 い 西 風 (６ m/s)が 卓 越 す る よ う に な り 、2002 年 4∼ 12 月 の 間 東 部 太 平 洋 上 に お い て 日 付 変 更 線 付 近 ま で 西 風 域 が 見 ら れ る よ う に な っ た 。 (図 2, 図 4 参 照 ) ま た 、 2002-2003 年 El Niño の 特 徴 と し て 通 常 El Niño 発 生 期 で し か 見 ら れ な い 西 風 バ ー ス ト が 終 息 に 向 か う 時 期 (2002 年 11∼ 12 月 )に か け て 見 ら れ た 。 El Niño 終 息 期 に 向 か う 時 期 の 2003 年 1 月 頃 に 太 平 洋 中 部 で 風 速 は 弱 い が 風 速 2∼ 4m/s の 西 風 域 の 西 方 移 動 が 見 ら れ た 。 そ の 後 太 平 洋 上 で は 、 約 2 ヶ 月 東 風 が 卓 越 し た 後 、太 平 洋 東 部 で ま た 2m/s を 越 え る 西 風 が 見 ら れ る よ う に な る 。こ の 特 徴 は 図 3 の 1997-98 El Niño で は 見 ら れ な か っ た 現 象 で あ る 。 次 に 5ºN に 注 目 す る 。 イ ン ド 洋 で は イ ン ド モ ン ス ー ン （ 季 節 風 ） に 起 因 し 年 間 を 通 し て 東 西 方 向 に 対 称 的 な 風 系 が 現 れ る 。 2002 年 5∼ 10 月 に か け て 6m/s 以 上 の 西 風 が イ ン ド 洋 中 部 か ら 東 部 に か け て 卓 越 し て い る 。 太 平 洋 西 部 で は 通 常 期 よ り 風 速 が 強 く な っ て お り 、 太 平 洋 中 部 (180E)付 近 ま で に 西 風 域 が 拡 大 し て い っ て お り 、 120ºＥ ∼ 170ºＥ に か け て 風 速 4ｍ /s 以 上 の 風 が 2002 年 5∼ 10 月 の 期 間 吹 き 続 け て い る (図 2, 図 4 参 照 )。1997 年 El Niño event 期 間 中 で も 2002 年 と 同 様 、５ º

Ｎ の 太 平 洋 東 部 域 で 、 通 常 期 よ り も 西 風 が 卓 越 し 東 方 へ 西 風 域 が 拡 大 す る と い う よ う な 傾 向 が 見 ら れ る 。 5ºS に 注 目 す る と 、5ºN と 同 様 、イ ン ド 洋 と 太 平 洋 西 部 に お い て 、イ ン ド モ ン ス ー ン の 影 響 と 考 え ら れ る 風 系 が 支 配 的 に 認 め ら れ る 。 そ の 特 性 は 、 5ºS で は 冬 か ら 春 に か け て 西 風 が 卓 越 し 、 西 風 ・ 東 風 が １ 年 周 期 で 入 れ 替 わ っ て い る 。 一 方 、 El Niño 期 の 特 徴 と し て イ ン ド 洋 で は 通 常 期 （ 図 4-(c)） に 比 べ 特 に 変 化 は 見 ら れ な い 、太 平 洋 東 部 で は El Niño event 中 に 太 平 洋 東 部 に 通 常 よ り 西 風 域 が 卓 越 し て お り 、2002 年 12 月 、2003 年 2 月 に 6m/s を 越 え る 強 い 西 風 域 が 日 付 変 更 線 を 越 え て 卓 越 す る と い っ た 特 徴 が 見 ら れ た 。 以 上 を ま と め る と 、 2002-2003 年 El Niño で は 西 風 バ ー ス ト が 計 3 回 、 El Niño 発 生 期 に 2 回 、 終 息 に 向 か う 時 期 に 1 回 起 こ っ て お り 、 過 去 の 研 究 （ 菅 野 2003） で の 1997-1998 年 El Niño で は 見 ら れ な か っ た 終 息 期 の 西 風 バ ー ス ト は 2002-2003 年 El Niño 特 有 の 現 象 と い え る 。管 野 2002 で 言 わ れ て い る 西 風 域 の 西 方 移 動 過 去 の 研 究 と 同 様 に 認 め ら れ た が 、風 速 は 弱 く 、時 期 も El Niño 終 息 間 際 と 1997-1998 年 El Niño（ 図 2） に 比 べ 遅 い 時 期 に み ら れ た 。 5ºN, 5ºS で は イ ン ド モ ン ス ー ン の 影 響 が 強 い 海 域 で あ り 年 変 化 が 大 き く 出 て い る こ と 、 東 西 風 向 の 半 年 毎 の 逆 転 が イ ン ド 洋 及 び 太 平 洋 西 部 に お い て 顕 著 で あ る こ と 、 El Niño event 中 に 見 ら れ る 特 徴 と し て 東 部 太 平 洋 上 で 西 風 域 の 風 速 が 強 ま り 通 常 期 よ り 東 方 へ 西 風 域 が 拡 大 し て い る と い っ た 特 徴 が 見 ら れ た 。 次 に 、 イ ン ド 洋 ・ 太 平 洋 西 部 ・ 中 央 部 ・ 東 部 に お け る 東 西 風 の 時 間 変 動 に つ い て 調 べ る た め 、 赤 道 ,5ºN, 5ºS の 各 緯 度 上 に お い て 上 記 各 海 域 の 代 表 測 点 を 選 び 、 東 西 風 時 系 列 を 描 い た 。

３ − ２ − 東 西 風 の 時 系 列 並 び に ス ペ ク ト ル 解 析 − ３ − ２ − １ − 東 西 風 の 時 系 列 解 析 −

赤 道 、 5ºN、 5ºS の 各 緯 度 上 に お け る 50°E、 70°E、 80°E、 90°E、 130°E、 180°、 130°W の 東 西 風 時 系 列 を 示 す 。こ れ ら の 経 度 は 各 々 イ ン ド 洋 (西 部・中 部・東 部 )、 太 平 洋 (西 部・中 部・東 部 )を 代 表 す る 測 点 と し て お り 、各 海 域 に お け る El Niño event に お け る 特 有 な 変 動 が 海 域 に よ り 何 時 発 生 し た か と 言 う こ と や 海 域 に よ り ど の よ う な 周 期 の 変 動 が 卓 越 し て い る の か 確 認 す る た め に 行 っ た 。各 時 系 列 に は 11 日 移 動 平 均 を 施 し て い る 。 ① イ ン ド 洋 赤 道 イ ン ド 洋 50°E の 通 常 期 は 6~8 月 を ピ ー ク と し た １ 年 周 期 が み ら れ る (図 5-1)。 2002-2003 年 El Niño event 中 の 特 徴 と し て 2002 年 4 月 に 通 常 見 ら れ な い 6m/s の 強 い 西 風 が 見 ら れ る (図 5-1)。2002 年 11 月 、2003 年 4 月 に も 同 様 の 強 い 西 風 が 見 ら れ る 。時 系 列 全 体 に 季 節 内 周 期（ 30∼ 50 日 周 期 ）の 変 動 が 見 ら れ る が 、風 速 変 動 は 他 の イ ン ド 洋 海 域 に 比 べ て 大 き く は な い 。 イ ン ド 洋 70°E で は 、 半 年 周 期 変 動 と 季 節 内 変 動 (20~40 日 )が 卓 越 し て お り 、 季 節 内 周 期 の 風 速 の 振 幅 は 6~8m/s と 強 い 。2002-2003 年 El Niño で は 、発 生 期 の 2002 年 4,6 月 頃 に 強 い 風 速 の 西 風 が 2 回 見 ら れ 、 通 常 に 比 べ 変 動 が 激 し く な っ て い る 。 西 風 域 の 風 速 の ピ ー ク が 見 ら れ る 時 期 は 通 常 期 と 同 じ 時 期 で あ る 。イ ン ド 洋 90°E で は １ 年 周 期 の 変 動 が 見 ら れ 、 8,9 月 に 東 風 域 が 見 ら れ る が 、 こ の 海 域 で は 年 間 を 通 し て 西 風 が 卓 越 し て い る 。 ま た イ ン ド 洋 で も 特 に 季 節 内 周 期 (30 日 )の 変 動 が 卓 越 し て い る （ 参 照 ． 図 5-1）。 ② イ ン ド 洋 ５ °Ｎ 5°N の イ ン ド 洋 全 体 で 年 周 期 変 動 が み ら れ 、 70°E 以 東 で は 季 節 内 周 期 （ 約 30 日 ） の 変 動 が 卓 越 し て お り 、 特 に 東 部 の 方 が 季 節 内 変 動 が 顕 著 で あ る 。 ま た 、 ど の 緯 度 で も 同 じ 季 節 に 西 風 域 の ピ ー ク が あ る こ と か ら モ ン ス ー ン に 関 連 し た 風 の 変 動 が 卓 越 し て い る の で は な い か と 思 わ れ る 。

El Niño event に 注 目 す る と 通 常 期 と 比 べ 70°E 以 西 で は 変 化 は 見 ら れ な い が 、以 東 で は 通 常 期 に 比 べ 西 風 は 弱 く な っ て い る （ 図 6-1）。

イ ン ド 洋 全 体 で 1 年 周 期 の 変 動 が 見 ら れ 、 ま た 季 節 内 周 期 の （ 20~40 日 ） 変 動 が 卓 越 し て い る 。 El Niño event に 注 目 す る と 、 季 節 内 変 動 が 通 常 期 に 比 べ 卓 越 す る と い う 特 徴 が み ら れ 、80°Ｅ で は 4~5 月 に か け て 振 幅 の 大 き い 季 節 内 変 動 が ２ 回 見 ら れ る 。 こ れ は 最 初 の 西 風 バ ー ス ト の 時 期 に 対 応 し て い る が 、 他 の 海 域 で は 西 風 バ ー ス ト に 対 応 し た シ グ ナ ル は 特 に 見 ら れ な か っ た （ 図 7-1）。 イ ン ド 洋 ま と め 西 風 バ ー ス ト の 時 期 に 赤 道 沿 い で は 変 動 が 強 く 表 れ て い る が 、5ºN、5ºS 海 域 で は シ グ ナ ル が 見 ら れ る 海 域 と 見 ら れ な い 海 域 が あ っ た 。 よ っ て 西 風 バ ー ス ト は イ ン ド 洋 上 で は 南 北 方 向 に 帯 状 構 造 を 有 し て 赤 道 沿 い で は 卓 越 せ ず 、 北 西 寄 り の 風 向 に な る こ と が 示 唆 さ れ る 。 ま た 、 イ ン ド 洋 上 で は 20~70 日 の 季 節 内 ス ケ ー ル の 変 動 が 卓 越 し て い る こ と が 分 か っ た 。 ④ 太 平 洋 赤 道 太 平 洋 東 部 (130°E)で も 、 約 30~60 日 周 期 の 変 動 が み ら れ る 。 時 系 列 は El Niño 期 間 と 比 べ 通 常 期 と 顕 著 な 相 違 は 見 ら れ ず 、2002 年 6 月 に 風 速 の 振 幅 が 大 き く な る と い う 特 徴 が 見 ら れ た 。 ま た 西 風 バ ー ス ト が 見 ら れ た 5,6 月 に 強 い 風 速 の 変 動 が 見 ら れ る 。太 平 洋 中 部 (180°E)で は 、通 常 東 風 が 卓 越 し て い る 海 域 で あ る が 、El Niño 期 間 中 に 東 西 風 の 変 動 を 注 目 し て み る と 、 El Niño event 期 間 を 通 し て 西 風 域 の 卓 越 が 見 ら れ る 。西 風 域 の 西 方 移 動 が 見 ら れ る 時 期 の 2003 年 2 月 頃 か ら 西 風 が 東 風 に 変 わ っ て き て い る 。 ま た 約 30 日 周 期 の 変 動 が 見 ら れ る 。 太 平 洋 西 部 (130°W)で は 常 に 東 風 が 卓 越 し て お り 、40~60 日 周 期 の 変 動 が 見 ら れ る が 、El Niño 期 間 中 に 特 有 な 変 動 は 見 ら れ な か っ た （ 図 5-2）。 ⑤ 太 平 洋 ５ °Ｎ

130°E で は 年 周 期 と 30~60 日 の 周 期 の 変 動 が 見 ら れ 、El Niño 期 間 中 に 西 風 が 強 く な る シ グ ナ ル が 見 ら れ る 。 180°で は 通 常 東 風 が 卓 越 す る 海 域 で あ る が 、 9 月 に 東 風 が 弱 ま る と い う 年 周 期 と 20~30 日 周 期 の 変 動 が 見 ら れ た 。El Niño 期 で は 、通 常 と 同 様 な 変 動 を し て い る が 9 月 の 東 風 が 弱 ま る 時 に 西 風 に 変 わ っ て い る 。 130°W は 通 常 期 、 El Niño 期 と も に 東 風 が 卓 越 し て 50~60 日 の 周 期 の 変 動 が 見 ら れ る 。1 回 目 の 西 風 バ ー ス ト が 見 ら れ た 5 月 に 西 風 に シ グ ナ ル が 見 ら れ る（ 図 6-2）。 ⑥ 太 平 洋 ５ ºＳ

太 平 洋 全 体 で 年 周 期 変 動 が 見 ら れ る 、

130°E は 年 周 期 変 動 と 約 30 日 周 期 の 変 動 が 見 ら れ 、El Niño event で 終 息 に 向 か う 時 期 で あ る 2002 年 11 月 ∼ 2003 年 2 月 に 西 風 域 の 卓 越 が 見 ら れ る 。180°は 年 周 期 変 動 と 30 日 周 期 の 変 動 が 見 ら れ 、 El Niño event で 終 息 に 向 か う 時 期 で あ る 2002 年 11 月 ∼ 2003 年 2 月 に 西 風 の 卓 越 す る シ グ ナ ル が 見 ら れ る 。 130°W で は 常 に 東 風 が 卓 越 し て お り 、 El Niño 期 に お け る 特 有 の 変 動 は 見 ら れ な い （ 図 7-3）。 太 平 洋 ま と め 太 平 洋 上 で は El Niño の 発 生 期 に 関 し て 赤 道 ， ５ °Ｎ ， ５ °Ｓ の 180°で シ グ ナ ル が み ら れ た 以 外 は と く に シ グ ナ ル は 見 ら れ な か っ た 。 全 海 域 で 季 節 内 周 期 の 変 動 が 卓 越 し て お り 、 180°の み で 西 風 偏 差 が 特 に 強 く 表 れ た と い う こ と は 、 180°に お け る 西 風 バ ー ス ト が 特 に El Niño に 影 響 し て い る こ と を 予 想 さ せ る 。 ま た 、 東 部 太 平 洋 で 特 に シ グ ナ ル が 見 ら れ な か っ た の は 、 西 風 バ ー ス ト の 発 生 と は 無 関 係 に 季 節 内 周 期 の 変 動 が 卓 越 し て い た の か 、 大 陸 の 影 響 に よ り そ の 効 果 が シ グ ナ ル と し て 現 れ な か っ た の か の い ず れ か で あ る と 考 え ら れ る 。 ３ − ２ − ２ ス ペ ク ト ル 解 析 時 系 列 解 析 の 結 果 よ り 、全 海 域 に お い て 季 節 内 周 期 (20~70 日 )の 変 動 が 卓 越 し て い る こ と が 分 か っ た 。 そ こ で El Niño 期 間 の 周 期 性 を 見 る た め ス ペ ク ト ル 解 析 を 行 っ た 。 図 8-1,8-2 は 2001 年 11 月 ∼ 2003 年 6 月 の El Niño 期 間 １ ． イ ン ド 洋 ま ず 赤 道 上 に 注 目 し て み る と 、イ ン ド 洋 50°E で は 、2~3 日 の 周 期 帯 や 6~10 日 の 周 期 帯 に ス ペ ク ト ル の ピ ー ク が 見 ら れ 、 短 周 期 の 変 動 が 卓 越 し て い る 。 イ ン ド

洋 70°E で は 、20~30 日 周 期 が 卓 越 し て お り 、イ ン ド 洋 90°E に お け る ス ペ ク ト ル 解 析 の 結 果 を 見 て み る と 、2~4 日 周 期 の短 周 期 変 動 と 20~30 日 の 季 節 内変 動 が 見 ら れ る 。 5°N に注 目 し て みる と 、 イ ンド 洋 50°E で は 2、 10 日 の 短周 期 現 象 にピ ー ク が 見 ら れ る 。 イ ン ド 洋 70°E で は 2~3 日 周 期 の 短 周 期 変 動 と 20 日 周 期 の 季 節 内 変 動 の 周 期 帯 に ピ ー ク が 見 ら れ 、 イ ン ド 洋 90°E で は 、 2~4 日 周 期 の 短 周 期 変 動 と 30~60 日 の 季 節 内 周 期 帯 に も ス ペ ク ト ル ピ ー ク も 見 ら れ る 。 5°S に 注 目 し て みる と 、 イ ンド 洋 50°E、70°E で は 10~20 日 周 期 の スペ ク ト ル の ピ ー ク が 見 ら れ 、 イ ン ド 洋 90°E で は 特 に 卓 越 し た 周 期 帯 は 見 ら れ な か っ た 。 ま と め て み る と 、 東 部 イ ン ド 洋 上 で あ る 90°E で は 赤 道 ， ５ °Ｎ 付 近 で 10 日 周 期 変 動 が 卓 越 し て い る(図 8-1)。 ２ ． 太 平 洋 上 赤 道 上 に 注 目 す る と 、 130°E で は 10、 30、 50 日 周 期 の 季 節 内 周 期 に ス ペ ク ト ル の ピ ー ク が 見 ら れ 、180°で は 10 日 の 短 周 期 や 20、35 日 周 期 で も 季 節 内 周 期 帯 に ピ ー ク が 見 ら れ た 。 130°W で は 、 10 日 の 短 周 期 や 50 日 の 季 節 内 周 期 帯 に ス ペ ク ト ル ピ ー ク が 見 ら れ る 。 ５ °Ｎ に 注 目 し て み る と 、 130°E で は 25、 40 日 の 季 節 内 周 期 帯 に ピ ー ク が 見 ら れ 、180°で は 20、25、40 日 の 季 節 内 周 期 に ス ペ ク ト ル ピ ー ク が 見 ら れ る 。130°W で は 、8 日 の 短 周期 や 50 日 の 季 節 内周 期 帯 に 顕著 な ス ペ クト ル ピ ー クが 見 ら れ る 。 ５ °Ｓ に 注 目 し て み る と 、 130°E で は 40 日 の 季 節 内 周 期 帯 に ピ ー ク が 見 ら れ 、 180°で は 30、 60 日 の 季 節 内 周 期 帯 に ス ペ ク ト ル ピ ー ク が 見 ら れ る 。 130°W は 、 15,50 日 の 季 節 内周 期 に ピ ーク が 見 ら れる 。 (参 照 図 8-2) ま と め 2002∼ 2003 年 の El Nino 期 に お け る太 平 洋 上 の海 上 風 変 動は 、 季 節 内変 動 と 言 わ れ る 20∼ 100 日 の 周 期 帯に ス ペ ク トル ピ ー ク がす べ て の 海域 に お い て見 ら れ 、 特 に 20∼ 30 日 周 期の 変 動 が多 く の 海 域で 見 ら れ た。 こ れ よ りイ ン ド 洋 ・太 平 洋 海 域 上 に お い て 季 節 内 周 期 の 変 動 が 卓 越 し て い る こ と が 分 か っ た 。

４ ． 東 西 風 の 季 節 内 変 動 場 ス ペ ク ト ル 解 析 に よ り 、 赤 道 周 辺 の イ ン ド 洋 ・ 太 平 洋 で 東 西 風 の 季 節 内 周 期 変 動 が 卓 越 し て い る こ と が 分 か っ た 、 こ の 季 節 内 変 動 が 海 域 に お け る 定 常 な 変 動 で あ る な ら El Niño に 関 連 し て い る と は 言 え な い が 、 実 際 の イ ン ド ・ 太 平 洋 海 域 で 如 何 な る 変 動 を し て い る か 、 季 節 内 周 期 帯 で の 赤 道 上 に お け る 時 間 − 経 度 断 面 図 を 作 成 し 調 べ た 。 ま た 、 こ の 季 節 内 周 期 帯 の 変 動 に お い て El Niño 期 間 の 発 生 期 ・ 終 息 期 に 特 有 の シ グ ナ ル が 表 わ れ る こ と が 指 摘 さ れ て お り 、El Niño が 起 こ る 原 因 と 深 く 関 係 し て い る の で は な い か と 過 去 の 論 文 で 言 わ れ て い る の で （Kessler et al 1995）、 こ の 点 に 関 す る 確 認 も 行 っ た 。 図 9 は 2000 年 1 月 -2003 年 7 月 に お け る 赤 道 、 5°N 及 び 5°S 上 の バ ン ド パ ス フ ィ ル タ ー 処 理 に よ り 抽 出 さ れ た 20-100 日 季 節 内 変 動 成 分 の 2001 年 11 月 − 2003 年 6 月 期 間 に お け る 時 間 − 経 度 断 面 で あ る 。 赤 道 で は 、 El Niño 発 生 期 の 西 風 バ ー ス ト の 期 間 に 西 風 偏 差 の 2002-03,1996-98 年 El Niño の 両 方 で 東 方 伝 搬 が 見 ら れ る 。 2002-03 年 El Niño で は 2002 年 5,7,11 月 と 3 回 見 ら れ 、 1996-98 年 El Niño 時 に も 1996 年 12 月 1997 年 2,5 月 と ３ 回 見 ら れ る が 、1997 年 El Niño の 終 息 に 向 か う 時 期 (1997 年 12 月 )の 西 風 偏 差 の 西 方 伝 搬 に 対 応 し た El Niño 特 有 の シ グ ナ ル は 2002-03 年 El Niño で は 2003 年 1 月 見 ら れ た が 、 風 速 は 弱 く 2~3m/s し か な か っ た 。 図 10 は 図 11 と 同 様 に バ ン ド パ ス フ ィ ル タ ー を か け た 5°N に お け る 時 間 − 経 度 断 面 図 で あ る 。 ５ °Ｎ で は 、 El Niño 期 間 中 に 太 平 洋 西 部 (130ºE)を 中 心 に 東 西 風 速 の 振 幅 が 強 く な っ て い る こ と が 分 か る 。 赤 道 と 同 様 に 西 風 バ ー ス ト に 対 応 し た 期 間 に 西 風 域 の 東 方 伝 搬 が 見 ら れ た が 、 El Niño の 終 息 に 向 か う 時 期 (1997 年 12 月 )に 見 ら れ る 西 風 偏 差 の 西 方 伝 搬 に 対 応 し た シ グ ナ ル は 1996-98 年 El Niño で は 見 ら れ た が 、 2002-03 年 El Niño で は 見 ら れ な か っ た 。 図 11 は 図 11 と 同 様 に バ ン ド パ ス フ ィ ル タ ー を か け た 5°N に お け る 時 間 − 経 度 断 面 図 で あ る 。 ５ °Ｓ に 注 目 し て み る と 、2002 年 El Niño の 発 生 期 と 終 息 期 付 近 の 時 期 に イ ン ド

洋 東 部 か ら 太 平 洋 西 部 に か け て 東 西 風 の 振 幅 が 強 く な っ て い る こ と が 分 か る 。 ま た 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 2001 年 11 月 、 2002 年 1,3,5,11 月 2003 年 5 月 と 多 数 回 見 ら れ た 。 こ の 海 域 で は 通 常 期 に お い て 風 速 は 弱 い が 、 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 多 く 見 ら れ た 。 ま と め 2002 年 El Niño 発 生 期 は 、 西 風 バ ー ス ト に あ わ せ て 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 赤 道 ,5°N で み ら れ た 。こ の こ と か ら 北 半 球 で 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 顕 著 で あ っ た の で は な い か と 思 わ れ る 。 ま た 、 西 風 偏 差 の 西 方 伝 搬 は 赤 道 で し か 認 め ら れ て お ら ず 、 風 速 は 弱 く シ グ ナ ル は 強 く 表 わ れ な か っ た 。 1997 年 El Niño で も 発 生 期 の 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 見 ら れ た が 、 5°N で は 確 認 で き な か っ た 。 こ れ よ り 1996-98 年 El Niño は 南 半 球 で 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 卓 越 し て い た の で は な い か と 考 え ら れ る 。 ま た 、 終 息 期 に 向 か う 時 期 に み ら れ る 西 方 伝 搬 は 5°S で は 現 象 は 確 認 で き な い が 、 赤 道 及 び 5°N で は 風 速 4m/s 以 上 の 西 風 偏 差 の 西 方 移 動 が 顕 著 に 現 れ て い る 。こ の こ と か ら 、1996-98 年 El Niño の 終 息 期 で の 西 方 伝 搬 は 北 半 球 で 卓 越 し て い た の で は な い か と 考 え ら れ る 。 こ の 解 析 に よ り 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 や 西 方 伝 搬 は 南 北 方 向 に 幅 を 持 っ た 変 動 で あ り 、 さ ま ざ ま な El Niño 時 期 に よ り 伝 搬 が 卓 越 す る 海 域 が 異 な る と 言 う こ と が 分 か っ た 。 次 に 南 北 方 向 に 少 し 空 間 を 広 げ 季 節 内 周 期 の 時 系 列 で El Niño 期 間 中 2 次 元 の 伝 搬 特 性 を 調 べ る た め に 複 素 型 直 交 解 析 (C-EOF 解 析 )を 行 っ た 。

5． 複 素 直 交 関 数解 析 (C-EOF 解 析 )

東 西 風 に お け る 季 節 内 変 動 の 水 平 ２ 次 元 の 伝 搬 特 性 を 調 べ る た め に 、 複 素 直 交 関 数 解 析 (C-EOF 解 析 )を 行 っ た 。 Table 1 は 2002-2003 年 及 び 1997-1998 年 El Nino event に お け る 東 西 風 の 季 節 内 変 動 成 分 に 対 し て CEOF 解 析 し て 得 ら れ た 寄 与 率 （ 百 分 率 表 示 ） 及 び 累 積 寄 与 率 （ 評 括 弧 内 ） を 示 す 。 寄 与 率 は 低 次 モ ー ド ほ ど 寄 与 率 が 大 き く な る 。

Table 1 か ら 、 両 El Nino event 共 に 第 1 モ ー ド で 30%を 示 し 、 第 3 モ ー ド ま で の 累 積 寄 与 率 は 50%を 超 え る こ と か ら 、本 研 究 で は 解 析 の 対 象 を 第 3 モ ー ド ま で と し た 。

Table 1. 東 西 風 季 節 内 変 動 ス ケ ー ル に 対 し て CEOF 解 析 し て 得 ら れ た 各 モ ー ド の 寄 与 率 (%)、 括 弧 内 は 累 積 寄 与 率

mode 1 mode 2 mode 3 mode 4

2002-2003 年 El Niño 37.7 (37.7) 14.28 (52.0) 9.32 (61.35) 8.07 (69.42） 1997-1998 年 El Niño 34.4 (34.4) 11.5 (45.9) 10.3 (56.2) 7.9 (64.2) 5-1. 2002-2002 年 El Nino event 期 間 図 12 は CEOF 解 析 か ら 得 ら れ る 第 1 モ ー ド の 時 空 間 振 幅 及 び 位 相 で あ る 。な お 、 空 間 振 幅 に お い て 0.03 以 下 の 振 幅 値 を 示 し た 観 測 点 は 表 示 せ ず 、空 間 位 相 も こ れ に 対 応 さ せ て い る（ 以 下 、第 2,3 モ ー ド も 同 様 に 扱 う ）。時 間 振 幅 か ら 、時 間 − 経 度 断 面 図 の 西 風 偏 差 が 東 方 伝 搬 し て い た 時 期 に あ わ せ て 2002 年 5∼ 6 月 、 11∼ 12 月 に 振 幅 が 高 く な る と い う 対 応 が 見 ら れ る 。 空 間 振 幅 か ら 、 8ºN, 140ºE の 太 平 洋 北 西 部 、10ºN, 100ºW の 太 平 洋 北 東 部 で シ グ ナ ル が 強 く 表 れ て い る 。1997-98 年 の El Niño event で は 赤 道 沿 い の 太 平 洋 西 部 と イ ン ド 洋 東 部 で シ グ ナ ル が 強 く 現 わ れ て い る が 、 太 平 洋 東 部 で は 特 に 顕 著 な シ グ ナ ル は 見 ら れ て お ら ず 、 太 平 洋 全 体 に

か け て シ グ ナ ル が 強 か っ た 。時 間 位 相 の 勾 配 よ り 42 日 周 期 の 季 節 内 変 動 で あ る こ と が わ か っ た 。 ま た 、 空 間 位 相 か ら イ ン ド 洋 中 央 部 に 収 束 し て い く よ う な 伝 搬 傾 向 と 太 平 洋 西 部 か ら 東 北 東 方 向 へ 伝 搬 す る 傾 向 が 見 ら れ る 。 図 13 の 第 ２ モ ー ド の 時 間 振 幅 で は 、 2002 年 9、 10 月 , 2003 年 １ 月 と 3 回 振 幅 が 大 き く な っ て い る 。 空 間 振 幅 を 見 る と 、 イ ン ド 洋 東 部 で 大 き な シ グ ナ ル が 現 れ て い る 。 時 間 位 相 の 勾 配 か ら 周 期 を 求 め る と 40 日 周 期 で あ り 、空 間 位 相 に 注 目 し て み る と 、イ ン ド 洋 西 部 か ら 太 平 洋 西 部 に か け て の 東 方 伝 搬 、 イ ン ド 洋 東 部 か ら 北 方 伝 搬 と 南 方 伝 搬 と 3 つ の 伝 搬 が 見 ら れ る 。 図 14 の 第 3 モ ー ド で は 、時 間 振 幅 を 見 る と 西 風 域 の 西 方 伝 搬 が 見 ら れ る 時 期 に 振 幅 が 高 く な っ て い る 。時 間 位 相 か ら 42 日 周 期 を 示 し て お り 、空 間 振 幅 を 見 る と イ ン ド 洋 中 央 部 ・ 太 平 洋 西 部 で 振 幅 が 高 く な っ て い る 。 し か し 空 間 振 幅 で シ グ ナ ル が 現 れ て い る 場 所 と 照 ら し 合 わ せ て 空 間 位 相 を 見 る と 、 北 方 伝 播 と 南 方 伝 播 で あ り 、 1997 年 の 第 3 モ ー ド で 表 現 さ れ た 北 西 伝 播 の シ グ ナ ル は 見 ら れ な か っ た 。 以 上 の 結 果 を ま と め て み る と 1997-98 年 El Niño の 第 一 モ ー ド の 変 動 で 見 ら れ た 西 風 偏 差 の 北 東 方 伝 搬 が 2002-03 年 El Niño で も 第 1 モ ー ド で 同 様 に 表 現 さ れ 、 位 相 速 度 も 約 5m/s で 過 去 の 研 究 と 一 致 し た 。 1996-98 年 El Niño の 第 3 モ ー ド で 示 さ れ た 北 西 伝 搬 で あ る が 、2002-03 年 El Niño の 第 ３ モ ー ド で は 太 平 洋 西 部 で 北 方 伝 搬 と 南 方 伝 搬 で あ り 、 過 去 の 研 究 と の 一 致 は 見 ら れ な か っ た 。 6． 季 節 内 ス ケ ール の 海 上 風及 び 対 流 活動 場 ア ニ メ ー シ ョ ン の 上 図 は ベ ク ト ル が 海 上 風 、カ ラ ー が OLR で あ る 。下 図 は 東 西 風 速 で あ り 、 す べ て の 物 理 量 に 20~100 日 の バ ン ド パ ス フ ィ ル タ ー を 施 し 季 節 内 周 期 成 分 だ け を 抽 出 し て い る 。こ こ で 、OLR の 負 値 は 対 流 活 動 域 と し て 考 え ら れ る の で 、 4 月 後 半 に 注 目 す る と イ ン ド 洋 全 域 で 対 流 活 動 域 が 活 発 に な り 、 そ れ と 同 時 に 西 風 域 の 卓 越 が 見 ら れ る 。 こ の 対 流 活 動 の 活 発 な 海 域 は 5 月 頃 に 東 方 伝 播 し て い き 、 そ れ に 併 せ て 西 風 偏 差 も 東 方 伝 搬 し て い る 。 し か し 、 イ ン ド ネ シ ア 半

島 付 近 で 対 流 活 動 域 は 北 東 伝 播 と 南 東 伝 播 に 分 散 し 、 そ の 直 後 西 部 太 平 洋 の 赤 道 上 で 対 流 活 動 域 並 び 西 風 域 が 強 ま り 北 東 伝 播 し て い く 。 6 月 前 期 に も イ ン ド 洋 上 で 対 流 活 動 な ら び に 西 風 偏 差 が 卓 越 し 太 平 洋 東 部 に 向 け て 東 方 伝 搬 し て い る 。 11 月 後 期 で も イ ン ド 洋 上 で 対 流 活 動 が 活 発 に な り 、対 流 活 動 域 は 東 方 伝 播 を 始 め 、 12 月 に 太 平 洋 西 部 に 到 達 し た 後 、 12 月 中 頃 に 対 流 活 動 域 は 南 東 伝 播 に 変 わ り 、 20ºS を 超 え て 南 方 に 伝 播 す る 。東 西 風 に 対 す る 季 節 内 周 期 変 動 を 抽 出 し た 時 間 − 経 度 断 面 図 （ 図 9） で 西 方 伝 播 が 多 少 あ る ２ 月 で あ る が 、 C-EOF 解 析 で 表 現 さ れ た 海 域 に 対 応 し て い な い 事 と 、 北 西 伝 播 は 異 な っ た 海 域 の 振 幅 が 高 く な っ て い る だ け で 伝 播 す る 傾 向 は 顕 著 に 現 わ れ て い な い 。 ま と め る と 、C-EOF 解 析 の 第 1 モ ー ド で 示 さ れ た 北 西 伝 播 は ア ニ メ ー シ ョ ン で も 確 認 で き た 、 終 息 期 の 北 西 伝 搬 は ア ニ メ ー シ ョ ン で も 確 認 で き な か っ た 。 ７ ． 対 流 活 動 場 の 変 動 ７ − １ ．OLR と 海 上 風 に 対す る 収 束 ・発 散 量 の 季節 内 変 動 場 季 節 内 周 期 の Ｏ Ｌ Ｒ と 海 上 風 に 対 す る 収 束 ・ 発 散 量 の 変 動 を ア ニ メ ー シ ョ ン の 作 成 に よ り 確 認 し た が Ｏ Ｌ Ｒ の 負 偏 差 が 強 ま る 時 期 と 同 時 に 収 束 が 強 ま っ た 。 こ の 事 か ら 、 海 上 風 の 収 束 と 雲 域 が 同 時 発 生 し て い る こ と が 言 え 、 Ｏ Ｌ Ｒ の 負 偏 差 変 動 は 対 流 活 動 域 の 変 動 を 表 現 し て い る と 言 え る 。 ま た 、 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 や 西 方 伝 搬 は 対 流 活 動 域 の 伝 搬 と 対 応 し て い た 事 か ら 対 流 圏 上 層 ま で 影 響 を 与 え る 空 間 的 な 変 動 で あ る 事 が 言 え る 。 ま た 、 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 見 ら れ る 時 期 (5 月 ,7 月 ,11 月 )に イ ン ド 洋 上 で 対 流 活 動 域 が 急 激 に 強 ま る こ と か ら 、 東 方 伝 搬 の 発 生 要 因 は イ ン ド 洋 上 か ら の 潜 熱 エ ネ ル ギ ー の 供 給 が 影 響 し て い る の で は な い か と 考 え ら れ る 。 ７ − ２ ．OLR の 季 節 内 変 動場 図 18~20 は OLR の 季 節 内周 期 (20~100 日 )の 時 間 − 経 度 断面 図 で あ る。

こ の 解 析 は 、 季 節 内 周 期 の 東 西 風 と OLR の ア ニ メー シ ョ ン を確 認 し た 際、 季 節 内 周 期 帯 に お い て 対 流 活 動(OLR)が 東 西 風 と 同 時 期 に 発 生 す る と い う 関 連 が 見 ら れ た こ と か ら 、赤 道 上 に お い て そ の 傾 向 が あ る の か を 詳 細 に 調 べ る た め に 、赤 道・ 5ºN・ 5ºS の そ れ ぞ れ の 緯 度 に お い て 時 間 − 経 度 断 面 図 を 作 成 し た 。 図 18 の 赤 道 を 見 て み る と 、 季 節 内 周 期 の 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 が 見 ら れ た 時 期 に 、 同 様 な 対 流 活 動 域 の 東 方 伝 搬 が み ら れ る 。ま た El Niño 発 生 期 は 通 常 よ り OLR の 振 幅 が 高 く な っ て お り 、こ れ は 2002-03 年 、1996-98 両 El Niño で も い え 、エ ル ニ ー ニ ョ 特 有 の 変 動 で あ る と 言 え る 。 図 19 の 5Nº で も 、 赤 道 上 と 同 じ よ う に 西 風 バ ー ス ト の 時 期 に 合 わ せ て 対 流 活 動 域 の 東 方 伝 搬 が 見 ら れ る 。1997 年 に は 西 風 偏 差 の 西 方 伝 搬 に 合 わ せ て OLR の 西 方 伝 搬 が 見 ら れ る が 、 2002 年 に は 確 認 出 来 な か っ た 。図 20 の 5ºS の 海 域 で は 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 や 西 方 伝 搬 が 見 ら れ た 時 期 に 対 し て 同 様 な 変 動 は 確 認 で き な か っ た 、 し か し El Niño 期 特 有 の 変 動 に 相 当 す る 発 生 期 と 終 息 期 に お け る OLR の 増 大 と い っ た 変 動 は 確 認 す る こ と が 出 来 た 。 ま と め る と 、2002-03 年 El Niño 期 に お い て 、ア ニ メ ー シ ョ ン で 確 認 さ れ た よ う に 西 風 偏 差 の 東 方 伝 搬 に 合 わ せ て 対 流 活 動 域 も 東 方 伝 搬 し て い る こ と が 見 ら れ た 。 ま た 季 節 内 周 期 Ｏ Ｌ Ｒ は 総 じ て 東 方 伝 搬 す る 傾 向 が 認 め ら れ る が 、El Niño 終 息 時 期 に 合 わ せ て 太 平 洋 東 部 で 見 ら れ る 西 方 伝 搬 の シ グ ナ ル が 1997 年 に お い て は 、 5ºN で 小 さ な シ グ ナ ル が 確 認 さ れ た の み で 総 じ て 顕 著 な 西 方 伝 搬 の シ グ ナ ル は 確 認 出 来 な か っ た 。こ の こ と か ら 、El Niño 終 息 に 関 す る 西 方 伝 播 傾 向 に は 対 流 活 動 が 関 与 し て い な い か 、 も し く は 太 平 洋 沿 い で は そ の 変 動 が 関 係 し て い な い の か の い ず れ か で あ る と 思 さ れ る 。 ７ − ３ ． Ｏ Ｌ Ｒ の 時 間 経 度 断 面 図 図.21~23 は 東 西風 の 時 間 −経 度 断 面 図と 同 じ 期 間に お け る ＯＬ Ｒ デ ー タに 11 日 移 動 平 均 を か け 時 間 − 経 度 断 面 図 を 作 成 し た 。 こ の 解 析 の 目 的 は El Niño 期 間 中 に 東 西 風 の 変 動 と し て 東 部 太 平 洋 に お い て 西 風 が 強 く な る と 言 っ た 変 動 が 見 ら れ た が 、 対 流 活 動 の 場 で は El Niño 時 期 に ど の よ う な 変 動 を し て い る の か を 調 べ る た め に 行 っ た 。