|
2. 研究成果の概要1.総括平成16年度はプロジェクトの3年度目にあたり、7月に中間評価が行われた。本課題は中心となる研究担当者が外国や他機関から移って来て活動を始めたという事情から実質的には2年目に近かったが、3年目の目標を何とか達成出来た。 即ち核となる気候モデルと他の要素モデルを結合する部分統合モデルは、炭素循環・気候変化結合モデルも、大気化学・気候変化相互作用モデルも共に完成し、プログラムは正しく動作するようになった。当初計画において、前者を用いて気候変化の炭素循環へのフィードバックを取り入れた温暖化実験を3〜4年目に行う事を予定していた。IPCC 第4次報告に間に合わせるには2005年度早期に結果が出ている必要があるという、当初予想より早い「締め切り」となったので完成度が十分ではなかったが当年度中に予備的実験を行いC4MIPに提出した。その後、陸域炭素循環の問題点が明らかとなり、それを改善して現在次の実験を行っている。IPCC AR4への貢献という点で、まだ十分でないが、プロジェクト自体の進行については、当初予定をほぼ実現している。 前年度新たに開発を開始した個体ベースの動的植生モデルは、新しい視点に立つユニークなものだけに、試行錯誤を繰り返しつつも着実に進行し、年度内にT42解像度で全球植生分布を何とか再現出来る所まで到達したようである。エアロゾルと雲に関しては熱帯域大陸での有機エアロゾルの重要性が見いだされ、物理気候モデルの成層圏への拡張に関して内部重力波パラメタリゼーションの基礎となる貴重な数値実験が行われるなど各サブ課題でも有意義な成果が得られた。 2. サブテーマごと、個別項目ごとの概要(1)炭素循環モデル、炭素循環・気候変化結合モデル1 陸域炭素循環モデル人為的温室効果ガス排出による地球環境変動予測モデルを構築する上で、陸域生態系による炭素循環をシミュレートするモデルを構築し、当課題で構築する地球システム統合モデルに組み込み、温暖化予測を行うことが当サブグループの目標である。平成16年度は、(1)Sim-CYCLEオフライン評価、(2)Sim-CYCLEとMATSIRO-AGCMの結合、(3)人為的な土地利用変化による炭素収支プロセスの組み込みの3点について、昨年度に引き続き作業を行った。 2 海洋生物地球化学モデル大気海洋結合大循環モデルに炭素循環過程を組み込んだモデルを開発し、それを用いて気候−炭素循環系のフィードバックの強さを調べるための温暖化予備実験を行った。予備実験の結果そうしたフィードバックの強さは我々のモデルにおいては弱いということが分かった。ただし、特に陸域コンポーネントについて、一層のパラメータチューニングとしっかりした初期化が必要である。他のモデルではこうしたフィードバックが非常に強いという結果を出しているものもあり、そうしたモデルと結果を比較してフィードバック強度の違いの原因を調べる必要がある。そうした活動を行うための国際プロジェクトC4MIP(炭素循環−気候結合モデル相互比較プロジェクト)に地球環境フロンティア研究センターは参加しており、そこでの議論を通じて地球規模炭素循環の理解が深まることが期待される。海洋コンポーネントによる人為起源CO2貯蔵量の分布は観測と比較的よい一致を見せている。温暖化に焦点を置いた共生プロジェクトの目的に鑑み、人為起源CO2貯蔵量の分布がよく再現されていることは好ましい結果といえる。さらに、植物・動物プランクトンの種構成を陽に表現したモデルを用いた実験も行い、10年スケールの気候変動が海洋表層生態系に与える影響について調べた。 3 陸域炭素循環モデルにおける植生帯移動予測モデルの構築現在地球が経験しているような急速に進行する気候変化の元における、植生帯の構造・分布・機能の過渡的変化をより的確にシミュレートするため、新たにSEIB-DGVMという動的全球植生モデル(DGVMs, Dynamic Global Vegetation Models)を開発した。これまでの試行計算において、SEIB-DGVMは、植物生態系において典型的に観察される幾つかの現象、また現在の気候条件における植生や生態系機能の分布を再現することが出来た。今後は、試行計算を繰り返すことでモデル信頼性の向上に努め、農業生態系や土地利用変化モジュールを導入した後に、共生第2プロジェクトで開発が進行している地球統合モデルへと結合させる予定である。 (2)温暖化・大気組成変化相互作用モデル開発1 温暖化・大気組成変化相互作用温暖化・大気組成変化相互作用サブモデルでは大気化学過程(オゾン分布など)やエアロゾルの温暖化および海洋・陸域植生変化との相互作用を表現・予測することを主な目的としており、CCSR/NIES AGCM を土台とした全球化学モデルCHASERやエアロゾルモデルSPRINTARSを用いてエアロゾル・化学のオンライン計算を可能にすることが大きな課題である。本年度はCHASERモデルとSPRINTARSモデルを結合する実質的な作業を終了し、特に硫酸塩エアロゾル生成過程、および植物起源の有機炭素エアロゾル生成の表現方法に関して化学と結合したスキームを導入し改良が行われた。さらに結合を行ったCHASER-SPRINTARSコンポーネントを統合モデル本体に組み込む作業を行い炭素(CO2)循環だけでなく化学・エアロゾルまで含めたオンライン・気候シミュレーションが可能になった。またCHASERを用いてIPCC/SRES各シナリオに従ったオゾン、メタン、硫酸塩エアロゾルの将来予測実験を地球シミュレーター上で行い、得られた結果について各シナリオによる時間発展の違いや気候変動の影響について考察を行った。さらにIPCC第4次報告書内の大気化学・大気質変動関連のプロジェクトにCHASERモデルとして参加し、過去・現在・将来のオゾン場・光化学場の再現・予測計算を行い各モデル間の相互比較にも貢献するとともに、オゾン場に対する各変動要因(emission変化、気候変動、ハロゲン量変動)の影響についても考察を行った。 2 温暖化―雲・エアロゾル・放射フィードバック精密評価このグループの課題は大気大循環モデル(GCM)でエアロゾルが雲の光学特性に及ぼす影響、すなわち対流圏エアロゾルの間接放射強制力を評価するためのパラメタリゼーションを開発することである。既に雲粒の凝結核(Cloud Condensation Nuclei:CCN)が雲の微細構造に及ぼす影響を評価するパラメタリゼーションを開発している。このパラメタリゼーションをエアロゾル気候モデルであるSPRINTARSとともにCCSR/NIES/FRCGC- AGCM に取り込み、雲の光学的厚さや雲粒有効半径の全球分布を計算して衛星観測データとの比較を行い検討した。さらに雲解像領域モデルCReSS (Tsuboki and Sakakibara,2002)を用い、ビン法雲微物理モデルを搭載した雲解像領域モデルの開発も行っている。 (3)寒冷圏モデル開発本サブテーマは、気候モデルで寒冷圏の諸プロセス(海洋、氷床他)を改良もしくは新しく取り入れたモデルを開発することを目的としている。そのため、既存モデルをもとに寒冷圏気候システムにおける諸過程(海氷の形成と海洋との相互作用)のモデリング手法を改良するとともに、別途氷床の成長・減衰・流動を扱うモデルを作る。更に氷床変動を気候モデルと結びつけ、その温暖化に伴う変化の予測を行えるモデルを構築する。本年度は、1000年スケールでの気候変動モデリングへ向けた気候−氷床結合モデルの最終調整を行った。また、地球温暖化実験(シナリオ実験)および氷期サイクル実験における気候−氷床結合の役割の解析に着手した。 (4)気候物理コアモデル改良大気・海洋・陸地面の主として物理過程から成る気候モデル(CCSR/NIES モデル、既存)で成層圏の諸プロセスを改良もしくは新しく取り入れたモデルを開発する。 大気モデル(AGCM)の改良に関しては、現モデルで不十分な中層大気(成層圏・中間圏)の諸プロセスの改良を図る。即ち、中層大気中への人為起源物質の侵入により、中層大気特有のオゾン層の物理・化学過程と太陽からの放射の変動が相互に影響し合って中層大気の変動を引き起こすと共に、それが下層対流圏の変動と結合して気候変動を生じる機構をモデル実験によって明らかにする。また、内部重力波の挙動とそれが大気循環に及ぼす影響を超高解像度大気モデルによって明らかにする。 本年度は、冬季成層圏高緯度の低温バイアスを軽減し、また成層圏赤道準二年周期振動(QBO)を統合モデルの水平解像度T42で適切に再現するために、Hines (1997)による重力波抵抗パラメタリゼーションを高解像度AGCMの結果を利用して改良することに注力し、その過程で得られた様々な知見を投稿論文としてまとめた。大気・海洋・陸面・炭素循環・大気化学・エアロゾル過程の結合が完了した統合モデルの中層大気への拡張と、成層圏で必要な物理過程コンポーネント(σ-pハイブリッド座標系・新放射コード・Hinesパラメタリゼーション)の導入に関しては、年度末現在も引き続き作業中であり、来年度はじめにはテストが終了する見込みである。本年度のシミュレーションで達成した最高解像度は、水平T213 (0.55度格子)、鉛直層厚100 mである。 3. 波及効果、発展方向、改善点等地球システムの統合モデリングは地球温暖化に伴う環境変化の予測や氷期間氷期サイクルに伴う地球環境全体の同時的変化のメカニズムの解明といった実用的にも学問的にも重要な問題の探求に欠かせない道具として今後益々重要性を増して行くだろう。一方、このような総合的なモデル作りは多数の専門家の協力を必要とするので、どこでもおいそれとは出来ない仕事である。従って本プロジェクトの成果として生み出される統合モデルは、今後幅広く応用されると思われる。その事を念頭において、応用に耐える一般性と使い易さを考える事もこれから必要になって来るだろう。もっとも、当面は、初めての試みである「統合モデル」としてともかく現状でベストのものを作ること、共生プロジェクトの目的である温暖化予測実験を行ってみる事を第一優先とする。 とは言え、上記のような統合モデルの「あるべき姿」を考え、またモデル作りに携わっている研究者の科学的興味に応えるためにも、部分的にせよ統合化したモデルが何とか形を成して来た段階で統合モデルを使わないと出来ない問題、すなわち幾つかの要素の相互作用が重要な問題を具体的に設定してそのためにモデルを使って研究を進めるのが適切と思われる。このため、2005年度にはモデルの応用研究も考えて行きたい。 地球システムの統合モデリングは、2001年頃から世界各国で急速に研究・開発が進んで来ている。その背景に将来の地球温暖化予測は統合モデルにより地球環境全体の変化予測として行われるべきだとの認識がある。この事を考え、国際協同研究プログラムや相互比較実験などの活動への参加を積極的に進めて行く必要がある。 4. 研究成果の発表状況< 口頭発表>陸域炭素循環モデル伊藤昭彦. 陸上の生態系の変化と地球環境. 地球フロンティアシンポジウム:大気の変貌と地球温暖化—京都議定書の先にあるもの—, 東京, 2004年8月4日Kato, T., Tang, Y., Gu, S, Cui, X., Hirota, M., Du, M., Li, Y., Zhao, X., Oikawa, T. CO2 exchanges between the atmosphere and an alpine meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau. American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting, San Francisco, 2004年12月17日. 加藤知道. 高原草原生態系におけるCO2収支 -現状と将来予測-. 公募シンポジウム「青海・チベット草原生態系における炭素動態を探る:現状と展望」. 日本生態学会第52回大会, 大阪市, 2005年3月28日. 陸域炭素循環モデルにおける植生帯移動予測モデルの構築グローバルスケールの生態学佐藤永・伊藤昭彦・甲山隆司 第52回日本生態学会大会(2005年3月大阪) SEIB-DGVM, a Dynamic Global Vegetation Model for the Kyousei2 project Hisashi Sato, Akihiko ITOH, Takashi KOHYAMA The 2nd international workshop on the Kyosei project(2005年2月 Kona, USA) SEIB-DGVM, a Dynamic Global Vegetation Model for the Kyousei2 project Hisashi Sato, Akihiko ITOH, Takashi KOHYAMA Workshop on Climate Change Research(2004年10月横浜) 未来の陸域生態系を予測する 〜次世代の動的全球植生モデルの構築〜 佐藤永・伊藤昭彦・甲山隆司 第51回日本生態学会大会(2004年8月釧路) 未来の陸域生態系を予測する 〜次世代の動的全球植生モデルの構築〜 佐藤永・伊藤昭彦・甲山隆司 個体群生態学会研究集会2004(2004年6月京都、ポスター発表) 海洋生物地球化学モデルAita, M. N., Y. Yamanaka and M. J. Kishi, Interdecadal Variation of the Lower Trophic Ecosystem in the Northern Pacific between 1948 and 2002, in a 3-D implementation of the NEMURO model. 10月14-24日 PICES XI Annual Meeting, ホノルル, 2004.T. Matsuno, M. Kawamiya, H. Sato and K. Sudo, development of an Integrated Earth System Model on the Earth Simulator, Workshop on Climate Change Research, Oct. 28-29, Yokohama (JAMSTEC, YES), Japan, 2004. M. Kawamiya, T. Matsuno, and the Kyousei-2 members, Development of an Integrated Earth System Model at FRCGC, Third Japan-EU Workshop on Climate Change Research, Jan. 20-21, Yokohama (JAMSTEC, YES), Japan, 2004. M. Kawamiya, T. Matsuno, and the Kyousei-2 members, Development of an Integrated Earth System Model at FRCGC, Second International Workshop on the Kyosei Project, Feb. 24-26, Hawaii, U.S, 2004. Yamanaka, Y., T. Hashioka, M. N. Aita and M. J. Kishi, Ecosystem change in the western North Pacific due to global change obtained by a 3-D ecosystem model. EGU 1st General Assembly, 4月25-30日, ニース, 2004. Y. Yamanaka, Progress toward high-resolution interannual simulations on the Earth Simulator, Ocean Carbon-Cycle Model Intercomparison Project - 3 / Northern Ocean-Atmosphere Carbon Exchange Study (NOCES) Second Annual Meeting, 5月13-14日, パリ, 2004. 河宮未知生, 「大気・水・生物と気候変化の相互作用」, JAMSTEC一般講演会「地球環境シリーズ」大気の変貌と地球温暖化―京都議定書の先にあるもの―, 8月4日, 東京(国連大学), 2004. 河宮未知生, 吉川知里, 松野太郎, 地球環境変化予測のための地球システム統合モデルの開発, 2005年度日本海洋学会春季大会, 3月27-31日, 東京海洋大学, 2005. 河宮未知生、松野太郎, 地球システム統合モデルの可能性, 日本生態学会第52回大会, 3月27-30日, 大阪国際会議場, 2005. 温暖化・大気組成変化相互作用Sudo, K., Takahashi, M., and Akimoto, H., “The roles of stratospheric ozone in past and future tropospheric ozone budgets and trends”, Quadrennial Ozone Symposium QOS 2004, Kos Greece, 1-9 June, 2004.Sudo, K., Takahashi, M., Nozawa, T., Kurokawa, J., and Akimoto, H., “Tropospheric ozone trends and budgets during 1850-2000 simulated in a chemistry coupled climate model”, 8th International Global Atmospheric Chemistry Conference, Christchurch, New Zealand, 4-9 September, 2004. Sudo, K., Takigawa., M., Takahashi, M., “Chemistry and aerosol modeling in the Kyousei-2: toward understanding chemistry/climate interaction”, Workshop on Climate Change Research, Yokohama Japan, 28-29 October, 2004. Sudo, K., “Atmospheric chemistry-climate interaction”, Third Japan-EU Workshop on Climate Change Research, Yokohama Japan, 20-21 January, 2005. Takigawa, M, H.Akimoto, and M.Masaaki, “Evaluation of transport in CCSR/NIES AGCM by using age spectra”, Ozone Symposium 2004, Kos, Greece, 1-8 June, 2004. Takigawa, M, M.Takahashi, and H. Akiyoshi, “Simulation of stratospheric sulfur aerosol using a CCSR/NIES AGCM with coupled chemistry: The impact of Pinatubo aerosol on climate”, KAGI International Symposium 2004, Beppu, Japan, 1-3 November, 2004. 須藤健悟, 秋元肇, 高橋正明, 「植物/人為起源メタノールの対流圏オゾン・OHラジカル濃度場への影響」, 日本気象学会 2004 年春季大会, 気象庁, 2004 年 5 月 16-19 日。 須藤健悟, 秋元肇, 高橋正明, ,「植物/人為起源メタノールの対流圏オゾン・OHラジカル濃度場への影響」, 第10回 大気化学討論会, 東大・先端研, 2004 年 6 月 23-25 日。 須藤健悟, 秋元肇, 高橋正明, 「対流圏O3・CO全球分布の各ソース域による分離:汚染物質はどこから、どれくらい流れてくるか?」, 日本気象学会 2004 年秋季大会, アクロス福岡, 2004 年 10 月 6-8 日。 須藤健悟, 「化学・気候結合モデルの開発とその応用:対流圏オゾン化学の変動過程と化学・気候相互作用」, 日本気象学会 2004 年秋季大会, アクロス福岡, 2004 年 10 月 6-8 日。 須藤健悟, 高橋正明, 秋元肇, 「対流圏オゾン化学・エアロゾル・気候の過去/現在/将来:IPCC第4次報告書に向けた化学・気候結合シミュレーション」, 第15回大気化学シンポジウム, 豊川市民プラザ, 2005 年 1 月 5-7 日。 須藤健悟, 秋元肇、高橋正明, 「対流圏O3・CO全球分布の各ソース域による分離:汚染物質はどこから、どれくらい流れてくるか?」, 第15回大気化学シンポジウム, 豊川市民プラザ, 2005 年 1 月 5-7 日。 滝川雅之、須藤健悟、秋元肇、高橋正明、「航空機観測キャンペーンPEACE-C期間中の長距離輸送の影響について」、第15回大気化学シンポジウム、豊川、1/5-1/7、2005. 温暖化―雲・エアロゾル・放射フィードバック精密評価詳細雲微物理モデルを用いたGCM用パラメタリゼーションの開発について Kuba, N (2004): Development of the parameterizations to predict the initial size distribution of cloud droplets for the cloud- microphysical model in the global or regional models - Numerical simulation with a hybrid cloud - microphysical model –, International conference of cloud and precipitation (ICCP), July, Bologna, Italy.久芳奈遠美 (2004):非静力学モデルへのビン法雲微物理モデルの搭載。日本気象学会秋季大会、10月、福岡。 エアロゾル-雲微物理相互作用の全球気候モデリングについて Satoh, M., Tomita, H., Nasuno, T., Iga, S., Miura, H.: Preliminary results with a global cloud-resolving model for studying clouds, aerosol and precipitation issues in climate modeling. Second EarthCare Workshop, Tokyo, 2005.2.22-23.佐藤正樹, 富田浩文, 那須野智江, 伊賀晋一, 三浦裕亮: 雲解像モデルによる放射対流平衡実験: 全球雲解像モデルに至る道, 第6回非静力モデルに関するワークショップ(松島; 2004.11.25-26). Satoh, M.: An accurate semi-Lagrangian scheme with a unified interpolation function constructed from vorticity and velocity components. The 2004 Workshop on the Solution of Partial Differential Equations on the Sphere(Yokohama; 2004.7.20-23). 富田浩文, 佐藤正樹, 那須野智江: 全球非静力学モデルNICAMへの雲微物理過程の実装、日本気象学会2004年春季大会、東京、2004年5月16-19日. H. Tomita, M. Satoh, and T. Nasuno : A stretched icosahedral grid for the global cloud resolving model, International Conference Parallel CFD 2004, Las Palmas, May 24-27, 2004 H. Tomita, M. Satoh, T. Nasuno, S. Iga: A stretched icosahedral grid : Toward the global cloud resolving model, The 2004 workshop on the solution of partial differential equations on the sphere, Yokohama, Jul 20-23, 2004. H. Tomita & M. Satoh : The global nonhydrostatic model NICAM : numerics and performance of its dynamical core, ECMWF seminar, Reading, Sep 6-10, 2004. 富田浩文, 佐藤正樹, 那須野智江, 伊賀晋一, 三浦裕亮:全球非静力学モデルNICAMによる水惑星実験(1)、日本気象学会2004年秋季大会、福岡、2004年10月6-8日. 富田浩文, 佐藤正樹, 那須野智江, 伊賀晋一, 三浦裕亮:全球非静力学モデルNICAMを用いた水惑星実験, 第6回非静力モデルに関するワークショップ, 松島, 2004年11月25-26日. Nasuno, T.: Simulation of development of deep convection from shallow clouds, 14th International Conference on Cloud and Precipitation, Bologna, Italy, Jul 18-23, 2004. 那須野智江: 熱帯の雲の日変化の数値実験, 日本気象学会2004年秋季大会, 福岡, 2004年10月6-8日. Nasuno, T., M. Satoh, H. Tomita, S. Iga and H. Miura: Numerical experiments of a tropical squall line. 6th WMO International Cloud Modeling Workshop, Hamburg, Germany, Jul 12-16, 2004. 那須野智江: 熱帯の雲の日変化の数値実験, 第6回非静力学モデルに関するワークショップ, 松島, 2004年11月25-26日. 伊賀晋一, 富田浩文, 後藤浩二, 佐藤正樹: 正二十面体格子モデル NICAM による温帯低気圧ライフサイクル実験, 日本流体力学会, 名古屋, 2004年8月9-11日. Iga, S., Tomita, H., Satoh, M., Nasuno, T., Goto, K.: A Global Cloud Resolving Model NICAM (Nonhydrostatic ICosahedral Atmospheric Model) on the Earth Simulator, Meeting 2004 Western Pacific Geophysics Meeting Honolulu August 16-19, 2004. 伊賀晋一, 富田浩文, 後藤浩二, 佐藤正樹: 正二十面体格子モデル NICAM による温帯低気圧ライフサイクル実験(2) --- 解像度依存性について ---, 日本気象学会秋季大会, 福岡, 2004年10月6-8日. 伊賀晋一, 富田浩文, 後藤浩二, 佐藤正樹: 正二十面体格子モデル NICAM による温帯低気圧ライフサイクル実験, 日本気象学会春季大会, 東京, 2004年5月16-19日. Iga, S., Tomita, H., Goto, K., Satoh, M.: Performance Test of Dynamical Core of NICAM (Nonhydrostatic ICosahedral Atmospheric Model) -Life Cycle Experiment of Extratropical Cyclons -, The 2004 workshop on the Solution of Partial Differential Equations on the Sphere, Yokohama, Jul 20-23, 2004. 三浦裕亮, 木本昌秀: 有限体積/有限差分混合スキームを用いた正20面体格子状の浅水波モデル, 2004年度気象学会春季大会, 東京, 2004年5月16-19日. Miura, H., and Kimoto, M.: Accuracy improvement of the discretized gradient operator for the ZM-grid arrangement on the spherical geodesic grid., The 2004 Workshop on the Solution of Partial Differential Equations on the Sphere, Yokohama, Jul 20-23, 2004. 三浦裕亮, 富田浩文, 佐藤正樹: 正20面体格子上における移流スキームの開発, 2004年度気象学会秋季大会, 福岡, 2004年10月6-8日. 三浦裕亮, 富田浩文, 佐藤正樹: 球面6角形/5角形格子上での保存を満たす風上移流スキーム, 第18回数値流体力学シンポジウム, 東京, 2004年12月15-17日. Miura, H., Tomita, H., Satoh, M., Nasuno, T., and Iga, S.: Global cloud resolving simulations on an aqua planet condition, The 2nd International “KYOSEI” Workshop and The 7th International Workshop on Next Generation Climate Models for Advanced High Performance Computing Facilities, Hawaii, Feb 24-26, 2004. Miura, H.: Toward the understanding of cloud systems. NFS Site Visit, Colorado State University, Oct 25-26, 2004. Suzuki, K., T. Nakajima, T. Iguchi, G. Asanuma, and T. Y. Nakajima, 2004 : Numerical study of the aerosol effect on water cloud optical properties with nonhydrostatic spectral microphysics cloud model. International Radiation Symposium, Busan, Korea, 23-28 August. 鈴木健太郎、中島映至:ビン法雲微物理モデルによる粒子成長過程の数値計算, 第6回非静力学モデルに関するワークショップ, パレス松州, 2004年11月25−26日 鈴木健太郎、中島映至、井口享道、浅湫吾郎:ビン法粒子モデルによる雲―エアロゾル相互作用の数値実験(続), 日本気象学会秋季大会, アクロス福岡, 2004年10月6−8日 鈴木健太郎、浅湫吾郎、中島映至:ビン法粒子モデルによる雲―エアロゾル相互作用の数値実験, 日本気象学会春季大会, 気象庁, 2004年5月16−19日 寒冷圏モデルOgura, T., A. Abe-Ouchi and H. Hasumi, Effects of sea ice dynamics on the Antarctic sea ice distribution in a coupled ocean atmosphere model. Journal of Geophysical Res., Vol. 109, No. C4, C04025, 2004.Saito, F. and A. Abe-Ouchi, Dependence of simulation and sensitivity of Greenland ice sheet to numerical procedures for ice sheet dynamics. Submitted to Annalds of Glaciology, 42, 2005. 気候物理コアモデル改良S. Watanabe and M. Takahashi, Kelvin waves and ozone Kelvin waves in the QBO and SAO; a simulation using a high-resolution chemistry-coupled GCM, Quadrennial Ozone Symposium, June 1-8, Kos, Greece.S. Watanabe and T. Nagashima, A quantitative comparison of gravity waves simulated by a high-resolution GCM to those calculated within the Doppler spread parameterization, SPARC 3rd general assembly, August 1-8, Victoria, Canada. S. Watanabe and M. Takahashi, Intraseasonal Oscillation in the Equatorial Mesosphere (60-80km) Appeared in a GCM, International workshop on equatorial and low latitude atmosphere studies by MLT radar network observations, January 18, Uji, Kyoto. <論文発表>陸域炭素循環モデルKato, T., Hirota, M., Tang,Y., Cui, X., Li, Y., Zhao, X., Oikawa, T. (in press) Strong temperature dependence and no moss photosynthesis in winter CO2 flux for a Kobresia meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau. Short communication, Soil Biology and Biochemistry.Gu, S., Tang, Y., Cui, X., Kato, T., Du, M., Li, Y., Zhao, X. (2005) Energy exchange between the atmosphere and a meadow ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau. Agric. For. Meteorol. 129(3-4), 175-185. Ito A. (2005) Climate-related uncertainties in projections of the 21st century terrestrial carbon budget: off-line model experiments using IPCC greenhouse gas scenarios and AOGCM climate projections. Climate Dynamics, 24:435-448. Ito A. (2005) Regional variability in the terrestrial carbon-cycle response to global warming in the 21st century: simulation analysis with AOGCM-based climate projections. Journal of the Meteorological Society of Japan, 83:251-259. Fang, J., Oikawa, T., Kato, T., Mo, W., Wang, Z. (2005) Biomass carbon accumulation by Japan’s forests from 1947 to 1995. Global Biogeochem. Cycles, 19, GB2004, doi:10.1029/2004GB002253. 伊藤昭彦、市井和仁、田中克典、佐藤永、江守正多、及川武久 (2004) 地球システムモデルで用いられる陸域モデル:研究の現状と課題. 天気 51: 227-239 海洋生物地球化学モデルKishi, M. J., T. Okunishi and Y. Yamanaka, Comparing primary production and vertical flux using different ecosystem models in the western North Pacific, J. Oceanogr., 60, 63-73, 2004.Yamanaka, Y., N. Yoshie, M. Fujii, M. N. Aita and M. J. Kishi, An ecosystem model coupled with nitrogen-silicon-carbon cycles applied to station A-7 in the Northwestern Pacific. J. Oceanogr., 60, 227-241, 2004. S. L. Smith, Y. Yamanaka and M. J. Kishi, Attempting Consistent Simulations of Stn. ALOHA with a Multi-Element Ecosystem Model. J. Oceanog., 61, 1-26, 2005. 陸域炭素循環モデルにおける植生帯移動予測モデルの構築地球システムモデルで用いられる陸域モデル:研究の現状と課題伊藤昭彦、市井和仁、田中克典、佐藤永、江守正多、及川武久 (2004) 天気 51(4), 227-239. 温暖化・大気組成変化相互作用M.G. Laurence, O.Hov, M.Beelamann, J. Brandt, H. Elbern, H.Eskes, H.Feichter, and M.Takigawa,The Chemical Weather, Environ. Chem., 2005, 2, 6-8, doi:10.1071/EN05014.温暖化―雲・エアロゾル・放射フィードバック精密評価詳細雲微物理モデルを用いたGCM用パラメタリゼーションの開発についてKuba, N (2005): Development of the cloud microphysical model to study the effect of CCN on warm clouds, in prepared. エアロゾル-雲微物理相互作用の全球気候モデリングについて Satoh, M., Tomita, H., Miura, H., Iga, S., Nasuno, T., Development of a global cloud resolving model– a multi-scale structure of tropical convections –, J. Earth Simulator, accepted, 2005 Tomita, H. and Satoh, M., A new dynamical framework of nonhydrostatic global model using the icosahedral grid, Fluid Dyn. Res., 34, 357-400, 2004 Tomita, H., K. Goto and M. Satoh, A comparison study of computational performance between a spectral transform model and a gridpoint model, In: Parallel Computational Fluid Dynamics 2003. Elsevier, 333−340, 2004 Tomita, H., H. Miura, S. Iga, T. Nasuno, and M. Satoh, A Global Cloud-Resolving Simulation: Preliminary Results from an Aqua Planet Experiment, Geophys. Res. Lett., 32, L08805, doi:10.1029/2005GL022459, 2005 Miura, H., and Kimoto, M., 2005: A comparison of grid quality of optimized spherical hexagonal-pentagonal geodesic grids. Mon. Wea. Rev., in press. 寒冷圏モデル開発Ogura, T., A. Abe-Ouchi and H. Hasumi, Effects of sea ice dynamics on the Antarctic sea ice distribution in a coupled ocean atmosphere model. Journal of Geophysical Res., Vol. 109, No. C4, C04025, 2004.Kageyama, M., S.P. Harrison and A. Abe-Ouchi, The depression of tropical snowlines at the Last Glacial Maximum: what can we learn from climate model experiments? Quaternary International, in press, 2005 Saito, F. and A. Abe-Ouchi, Thermal Structure of Dome Fuji and East Queen Maud Land, Antarctica, simulated by a three-dimensional ice sheet model. Annals of Glaciology, 38, in press, 2005. Saito, F. and A. Abe-Ouchi, Dependence of simulation and sensitivity of Greenland ice sheet to numerical procedures for ice sheet dynamics. Submitted to Annalds of Glaciology, 42, 2005. Yamagishi, T., A. Abe-Ouchi, F. Saito, T. Segawa and T. Nishimura (2005) Reevaluation of paleo-accumulation parameterization overnorthern hemisphere ice sheet during the ice age with a high resolution atmospheric GCM and a 3-D ice sheet model. Submitted to Annals of Glaciology, 42. 気候物理コアモデル改良Watanabe, S., K. Sato, and M. Takahashi, Orographic gravity waves over Antarctica excited by Katabatic winds; a GCM study, Geophys. Res. Lett., 32, doi:10.1029/2005GL023084, 2005 (submitted).Watanabe, S. and M. Takahashi, Kelvin waves and ozone Kelvin waves in the QBO and SAO; a simulation by a high-resolution chemistry-coupled GCM, J. Geophys. Res., 110, doi:10.1029/2004JD005424, 2005 (submitted). 5. 国際共同(協力)研究の状況(1)本課題に関連の深い国際協力の枠組みA. 気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の第4次評価報告書(AR4)に向けた動向 IPCC AR4の、主に、予測 (第10、11章) 、モデル評価(第8章)、原因特定(第9章)などに関する評価を進めるため、世界気候研究計画(WCRP)の、結合モデル作業部会(WGCM、座長:John Mitchell)及び結合モデル相互比較プロジェクト(CMIP、座長:Gerald Meehl)とIPCC/WG1(共同議長:Susan Solomon及び Dahe Qin)の協力体制が構築されている。それにより、世界の気候モデルグループへの要望に基づいて行なわれた、20世紀再現実験・漸増予測実験、シナリオ予測実験などの計算結果は、2007年9月までに、気候モデル診断・相互比較プログラム(PCMDI)に提出された。これらの計算結果の公開を前提として解析研究が公募され、解析研究が進められてきた。その成果が、2005年3月1〜4日、米国ハワイ大学で開かれた、「IPCC AR4に向けた気候モデルシミュレーションの解析に関するワークショップ」(Workshop on Analysis of Climate Model Simulations for the IPCC AR4)で発表された。これは、関係するIPCC/WG1のリードオーサー(LA)に早い段階で成果を伝える機会を提供するものである。また、この成果がLAに認められても、実際にAR4に反映されるためには、5月1日までには専門査読のある専門誌・学会誌に投稿し、12月までにアクセプトされることがスケジュール的に要請されている。 本ワークショップの組織・運営は、IPCC/WG1専門支援室(TSU)の支援の下、米国CLIVARによって行なわれ、ハワイ大学国際太平洋研究センター(IPRC)により開催された。米国入国ビザの取得の困難さから中国からの研究者がほとんど入国できなかったが、120の発表申し込みがあり、セッションごとに、各発表者が3分ずつ内容概要を紹介した上でポスター発表をするという方式で進められた。 B 地球圏生物圏国際共同研究計画(IGBP)の状況 (2) 国際的な成果発信上記のGAIM及びWGCMの会合で、モデリングに関する世界のトップレベル研究者約60人が集まった。この機会を活用し、直後の10月28日〜29日(金)、(独)海洋研究開発機構 地球環境フロンティア研究センターと日本学術会議が主催となり「気候変動研究ワークショップ」(Workshop on Climate Change Research)を下記の通り開催した。そこで、本課題を始めとする共生プロジェクトを中心に、日本のモデリング研究の現状、特に気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次報告書への貢献に向け、地球シミュレータを使って行っている温暖化実験の初期結果を紹介し、内外の専門家と討論した。2日間で約250名の参加者が参加し、一度にこれだけの国内外のこの分野の一線の研究者が会する貴重な機会となり、本課題の成果を含め、日本の地球温暖化予測研究の最新成果を世界に発信することができ、IPCC 第4次報告書への貢献のみならず、世界の研究コミュニティーにも日本のプレゼンスを示した。なお本ワークショップは、共生第2課題と日本学術会議からの資金によって運営がなされた。本ワークショップのアジェンダを本節末に掲載する。 2004年12月6日〜17日までアルゼンチン・ブエノスアイレスで気候変動枠組み条約第10回締結国会議(COP10)が開催された。その期間中の12月9日に、文部科学省主催によるサイドイベント“Climate Change Projection by the Earth Simulator and Related Research Outcomes”が開催された。この主な趣旨は、本課題を始め、共生プロジェクトによる地球温暖化予測研究を通じて、地球温暖化に対する日本の取り組みを世界の政策決定者へ紹介することであった。本課題の成果説明に対しては、海洋生態系はどの程度モデル化されているか、漁業に関してはどうか、また地球温暖化の影響に脆弱な島や高山の生態系についての成果はどうかなどの質問が寄せられた。 (3) 米国及びEUとの間の研究協力状況2005年2月24〜26日には、第2回国際「共生」ワークショップ(The 2nd International Workshop on the Kyosei Project)が米国ハワイ州ハワイ島で、文部科学省の共生プロジェクト、科学技術振興機構(JST)の戦略的創造研究推進事業(CREST)の共同主催で、7th International Workshop on Next-generation Climate models for Advanced High Performance Computing Facilities と併催され、外国(主に米国)からの参加者との研究成果の交流・討論の機会となった。本課題からは、地球環境フロンティア研究センターの河宮、佐藤から、成果報告が行なわれた。 2005年1月20〜21日に、海洋研究開発機構横浜研究所において、第3回日―EU気候変動研究ワークショップ(Third Japan-EU Workshop on Climate Change Research)が開催された。本ワークショップは、日―EUの科学技術分野における研究協力の合意に基づき、これまで開催されてきた。今回は、海洋研究開発機構、国立環境研究所、気象研究所、東京大学気候システム研究センター、京都大学防災研究所の5機関の共同主催、および文部科学省の後援の下に実施された。日本側は23名、EU側は15名の発表参加者のほか、50名のオブザーバー参加者があった。日本側からは、本課題など共生プロジェクトの成果発表の他、GOSAT関連のプロジェクトの報告なども行なわれた。EU側は、研究・技術開発に関するヨーロッパ第6期枠組みプログラム(6th Framework Programme for Research and Technological Development)のサブ課題である、「気候変動と生態系」を中心とした発表があった。発表は、6つのテーマで構成され、全体の成果として、共同声明文(Joint Statement)が採択された。そこでは特に、研究テーマについての今後の協力についての共通の認識が指摘された。また、2007年には、ヨーロッパで、第4回目のワークショップを開催することも合意された。 (4) 気候変動に関する政府間パネル(IPCC)への関与=IPCC WG1国内支援事務局の運営= 1. 概要
気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書(AR4、2007年発行予定)作成に貢献するため、IPCCの第一作業部会(WG1)に関連する温暖化将来予測及び気候変化研究を行なっている我が国の研究機関及び研究者間の連携・協力を促進することを目的として、フロンティア研究推進室においてIPCC/WG1への支援・協力体制を整備した。これにより、地球環境フロンティア研究センターが中心となり、「IPCC WG1国内支援事務局」を支援・協力を推進している。 2. 役割
IPCC WG1国内支援事務局は、その運営の為に、幹事会を設け、国内の研究機関・大学等の関連分野の研究者がメンバーとなり、当事務局における支援業務の企画立案を行っている。また、国内で、IPCC/WG1を担当している気象庁と文部科学省に対し、研究者としての意見を提案する諮問機関的な役割も担っている。
IPCC WG1国内支援事務局の主な支援業務として、国内研究の進捗状況調査、海外動向調査、ワークショップ等の開催、国際会議等への対応、関連情報のとりまとめ等を行っている。 3. 平成16年度活動概要
4. IPCC WG1国内幹事会メンバー(幹事50音順)
(付録)共生第2課題が運営に関与した国際会合のアジェンダ 24 October Participants arrive (all day)
Informal meeting of IGBP and GAIM leadership (20:00) 25 October
break (11:00-11.30)
lunch (13:00-14:00)
break (15:00-15:30)
Dinner – free evening for informal discussions * denotes related background papers 26 October
break (10:30-11:00)
lunch (13:00-14:00)
break (15:00-15:30) Strategic discussions (15:30-17:30) Planning for AIMES*: key components and objectives, required resources GAIM/WGCM joint dinner
27 October Meeting with the WCRP Working Group on Coupled Models Tour of Earth Simulator 14.00 Welcome and outline of joint WGCM-GAIM interests (J.Mitchell) 14.10 Issues for coupled Earth System Models (20 minutes each)*
o Chemistry (G. Brasseur) o Atmosphere/Ocean (J.Mitchell) 15.10-16.00 Coffee break + Visit to the Earth Simulator 16.00 Specific topics (15 minutes each)
o CMIP/CFMIP(G.Meehl) o PMIP(P. Braconnot) o EMICS(M.Claussen) 17.00 Discussion, including possible future activities
o Any proposal for joint GAIM-WGCM event in future? o GAIM-WGCM co-operation GAIM dinner (付録2.気候変動研究ワークショップ) *Earth Simulator tour is for invitees from overseas only. Convener: Hiroki Kondo(FRCGC)
10:00Coffee Break (Earth Simulator tour*)
13:10 Lunch
15:40 Coffee Break
18:00-20:00 Welcome Reception @ Guest House Friday, October 29
11:30 Coffee Break
12:50 Lunch
|