背景ヤマセと海洋の関係図 1: 親潮の流れ ( 気象庁 HP より ) 図 2:02 年 7 月上旬の深さ 100m の水温図 ( )( 気象庁 HP より ) 黒潮続流域親潮の貫入ヤマセは混合域の影響を強く受ける現象ヤマセの気温や鉛直構造に沿岸の海面水温 (SST) や親潮フロントの影響

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ゆみかかつま
5 years ago
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1 大気再解析データで表現されるヤマセ - モデルによる SST の違いと解析された気温への影響 - 弘前大学大学院理工学専攻佐々木実紀

2 背景ヤマセと海洋の関係図 1: 親潮の流れ ( 気象庁 HP より ) 図 2:02 年 7 月上旬の深さ 100m の水温図 ( )( 気象庁 HP より ) 黒潮続流域親潮の貫入ヤマセは混合域の影響を強く受ける現象ヤマセの気温や鉛直構造に沿岸の海面水温 (SST) や親潮フロントの影響 (kodama et al. 97, 09.) 観測の少ない海洋では大気再解析データが重要下部境界条件に SST を使用

3 予備知識大気再解析データとは観測データ衛星データ高層気象観測海洋観測データ過去の大気や海洋の循環場気温場当時の観測デタと最新の数値予報モデルを使ってコンピュータで再現数値予報モデル同化システムにより計算大気 SST 下部境界条件 SST を与える再解析 SST 全球大気の長期間にわたる高品質なデータセットしかし再解析 SST がかならずしも高分解能とは限らない

4 背景再解析 SST が気温に影響先行研究升永ら (): 大気再解析データの一つである nterim の再解析 SST の空間分解能の向上 79 年 1 月 ~01 年 12 月期間 1 02 年 1 月 ~09 年 1 月期間 2 09 年 2 月 ~ 期間 3 冬季の黒潮続流域下層大気の気温分布が影響を受ける混合域の SST の影響を強く受けるヤマセ再解析 SST の違いがヤマセの気温に影響?

5 背景ヤマセの将来予測稲に大きな影響温暖化に伴うヤマセの将来予測使用されている気候モデルの解像度は 100km より粗いヤマセは局地的な影響を受ける現象分解能が不足東北大学では気候モデルの力学的ダウンスケーリング ( 数値気象モデルを用いた再計算によるデータの詳細化 ) 100Km 10Km JRA-25( 再解析データ ) 各気候モデル (MRI,MIROC5) 日本作成のデータということで JRA-25 を使用大気再解析データにおいてヤマセがどのように表現されているか調べることは重要!!

6 目的 SST の違いに注目し大気再解析データのヤマセの気温の再現性を調べるよく使用される大気再解析データ 4 つ海洋モデルの SST(SST データ : 参照用 )4 つを用いて SST の違いがヤマセの気温に与える影響期間定義 : 地上天気図で N 字型パターンが見られた日ヤマセ 11 年 7 月 30 日 ~8 月 3 日 12 年 7 月日 ~7 月 22 日年 7 月日 ~7 月日年ののデータはダウンロードできなかった

7 使用データ大気再解析データ (Japanese 55-year Reanalysis) 気象庁と ( 財 ) 電力中央研究所の作成解析期間 :79 年 1 月 ~04 年 12 月 55 年間 JRA-25 (Japanese 25-year Reanalysis) 力学的ダウンスケールに使用気象庁と ( 財 ) 電力中央研究所の作成解析期間 :58 年 1 月 ~04 年 12 月 25 年間 (nterim) ECMWF( ヨーロッパ中期気象予報センター ) 作成解析期間 :79 年 ~ 現在 ( NCEP Final Operational Model Global Tropospheric Analysis) NCEP( 米国環境予測センター ) 作成解析期間 :99 年 ~ 現在

8 使用データ大気再解析データの格子間隔表 : 再解析 SST についてデータ名再解析モデルの境界条件として格子間隔 / 時間間隔使用されたSSTデータ JRA-25 lat.41 lon.2.5 SST JRA-25 COBE SST (Ishii et al.05) /1 日 COBE SST (Ishii et al.05) 1 1 /1 日 OSTIA (Donlon et al.12) /6 時間 (09 年より ) AVHRRや観測データ 1 1 /1 週間 (Dennis J. Shea et al. 94) 表 : 大気再解析データについて SST は大気のデータに合わせているデータ名大気データと海面水大気データ解析した海面水温の温大気鉛直層データの格子間隔の時間間隔 JRA ( 鉛直データには1.25 使用 ) 6 時間 37 層 SST 時間 23 層輝度温度時間 37 層 SST NCE-FNL 時間 26 層 Skin Temperature SST と海面気温にはを使用もとの格子間隔のデータは入手できなかったため再解析データの分解能を落としたデータを使用

9 使用データ SST データ ( 参照用 ) JCOPE2 ( Japan Coastal Oceanic Predictability Experiment Temperature) JAMSTEC( 独立行政法人海洋開発機構 ) 開発の海洋予測システム深度 6,500mまでの塩分濃度水温水位海流予測 OISST (Optimum Interpolation version2 Sea Surface Temperature) NOAA( 米国海洋大気局 ) 作成現場観測と衛星観測によるSSTを最適内挿 (OI) で合成 RTG-SST (Real-Time Global Sea Surface Temperature) NCEP( 米国環境予測センター ) 作成現場観測と衛星観測のデータをグリッドで平均化 MGD-SST (Merged satellite and in situ Global Temperature) 気象庁作成 AMSER-EとAVHRRによる衛星観測と現場観測のデータを使用データ名データの格子間隔時間分解能 JCOPE 日 OISST 日 RTG-SST 日 MGD-SST 日

使用データ衛星データその他のデータ観測データ NOAA 搭載の AVHRR Aqua 搭載の

雲域は測定できないマイクロ波により SST を測定空間分解能は低いが雲域測定可 12

(Automated Meteorological Data Acquisition System)

10 使用データ衛星データその他のデータ観測データ NOAA 搭載の AVHRR Aqua 搭載の AMSER-E 衛星名 NOAA Aquo 赤外センサーにより SST を測定空間分解能は高いが雲域は測定できないマイクロ波により SST を測定空間分解能は低いが雲域測定可 12 年のデータ切り替えの時期でなし搭載センサー空間分解能データの使用形式 AVHRR AMSER-E 1.1km 1.1km 35km 62km 1 日の合成 5 日間の合成平均 AMeDAS : アメダス (Automated Meteorological Data Acquisition System) 海上の観測データがないために近くの陸上の気温の AMeDAS を比較に用いたラジオゾンデ六ヶ所村での観測 (3hr,lat.1.0,lon.1.3 ) { 三沢での定時観測 } (6hr,lat 40.7,lon 1.4)

5 度線上での南北時間断面図海上気温と SST の散布図 AMeDAS との比較

11 解析方法三陸沿岸の SST 東経 2.5 度の SST 分布 1 データによる SST の違い衛星 SST や各データでの SST 分布の比較東経 2.5 度線上での南北時間断面図 2 SST が下層の気温に与える影響東経 2.5 度線上での南北時間断面図海上気温と SST の散布図 AMeDAS との比較 3 ゾンデータとの比較六ヶ所の緯度経度に内挿し 1000hPa 面での気温の比較 * 大気再解析データは * 1 2 日平均したデータを使用 3 6hr 毎のデータデータはすべて UTC

12 解析方法再解析データの格子間隔 I JRA-25I I I 1 1

13 解析方法解析地点石巻塩釜三沢八戸宮古釜石データを内挿 ( 線形補間 ) して解析表 : アメダスと解析地点の緯度経度地点.1 八戸三沢再解析データ緯度北緯 40 度 31.6 分北緯 40 度 40.5 分 40.5 度経度東経 1 度 31.3 分東経 1 度 22.5 分 2.5 度地点.1 地点.2 宮古釜石再解析データ緯度北緯 39 度.2 分北緯 39 度.2 分 39.5 度地点.2 経度東経 1 度 57.9 分東経 1 度 52.7 分 2.5 度地点.3 地点.3 石巻塩釜再解析データ緯度北緯 38 度 25.6 分北緯 38 度.3 分 38.5 度経度東経 1 度.9 分東経 1 度 00.8 分 2.5 度

14 結果 1 衛星 SST の分布 &SST データ衛星 SST AMSER-E 11 年 (7 月 28 日 ~8 月 1 日 ) 再解析 SST SST データ 24 以上 [ ] 暖水の張り出しと SST データすべてで類似 JRA は暖水がはっきりと表現されていないは SST フロントらしきものが見える

15 結果 1 親潮の貫入 JRA-25 は見られない衛星 SST AVHRR 11 年 (7 月 26 日 ) 再解析 SST SST データ以下の貫入 23 ~24 黒潮の暖水の張り出しと SST データすべてで類似親潮の貫入 JRA-25, は表現なし

16 結果 1 SST の分布図 :11 年 7 月 30 日 SST の分布図 :11 年 7 月 30 日 JCOPE2 OI-SST RTG-SST MGD-SST JRA-25 ( ) 親潮の貫入再解析 SST JRA-25 NCEP FNLは表現されていない SSTデータ JCOPE2 OISSTは親潮の南下が弱い [ ]

17 結果 2 11 年 : 東経 2.5 線上の南北時間断面図参照用 SST データヤマセ期間再解析 SST ヤマセ期間気温ヤマセ期間 JCOPE2 OISST JRA-25 ( ) RTG-SST MGD-SST NCEP -FNL SST データは微細な構造を示している ( 再解析 SST は北が冷南が温 ) のみヤマセ時に SST が上昇しているでは SST が高気温高

18 結果 2 Air Temp( ) ヤマセ時の気温と SST の表現相関関係 Air Temp( ) Air Temp( ) Air Temp( ) 11 年 : ヤマセ時の海上気温と SST の散布図 N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点アメダスアメダスアメダス SST( ) SST( ) すべてのデータで気温がSSTを下回るヤマセ時の特徴は他のデータより SST が 1 以上高い.0.0 とはSSTは約 1 違うが気温が近い SST( ) JRA-25 ( ) ave JRA-25 ave ave ave AMeDAS

19 Air Temp ) 結果 2 12 年 : 気温と SST の散布図 Air Temp( ) Air Temp( ) Air Temp( ) 40 N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点アメダス.0.0 アメダス.0.0 アメダス SST( ) SST( ) SST( ) : 解析地点が南ほど SST の差が大気温高地点 2.3 ではが AMeDAS と近い値を示す地点 3ではとのSST 差が約 2 気温差約 1.5 JRA-25 ave JRA-25 ave ave ave AMeDAS

20 Air Temp( ) 結果 2 ヤマセ時の気温と SST の表現相関関係 Air Temp( ) Air Temp( ) Air Temp( ) N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点 N 2.5 E 地点アメダス.0 アメダス SST( ) 年ののデータはダウンロードできなかった SST( ) : 解析地点が南ほど SST の差が大気温高 3 地点でが AMeDAS と近い値を示すデータによって気温 SST の違い SST( ) JRA-25 ave JRA-25 ave ave ave AMeDAS

21 結果 2 SST の違い AMeDAS と気温のずれ ( ) ( ) 11 年 : 気温と SST の時系列図地点海上気温 +AMeDAS 7/27 7/28 7/29 7/30 7/31 8/1 8/2 8/3 8/4 8/ SST JRA-25 宮古釜石 AMeDAS よりも JRA-25 気温低 SST 低.0.0 JRA-25 JCOPE2 OISST RTG-SST MGD-SST.0 7/27 7/28 7/29 7/30 7/31 8/1 8/2 8/3 8/4 8/5

22 結果 3 SST の違い AMeDAS と気温のずれ ( ) ( ) 12 年 : 気温と SST の時系列図地点.3 海上気温 +AMeDAS / 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/22 7/23 7/24 7/25 JRA-25 石巻塩釜 SST JRA-25 AMeDAS よりも気温高 SST 高 / 7/ 7/ 7/ 7/ 7/ 7/22 7/23 7/24 7/25 JCOPE2 OISST RTG-SST MGD-SST

23 ( ) [ ] ( ) ( ) 結果 hPa 六ヶ所村ゾンデ /29/z 7/30/00z 7/30/06z 7/30/12z 7/30/z 7/31/00z 7/31/06z 7/31/12z JRA-25 気温高年はばらつき大 ( 背の低いヤマセだからか?) hPa 12 7//z 7//00z 7//06z 7//12z 7//z 7/22/00z 7/22/06z 7/22/12z 1000hPa 7//z 7//00z 7//06z 7//12z 7//z 7//00z 7//06z JRA-25(1.25 ) 3 度以上の差 /29/z 六ヶ所村ゾンデ

24 Sonde( ) 結果 3 六ヶ所村散布図 Sonde( ) Sonde( ) hPa Reanalysis Data( ) 六ヶ所村相関係数 hPa Reanalysis Data( ) ゾンデより大気再解析データの気温が高めの傾向 JRA-25 (1.25 ) ata ( ) JRAはどの年も高めの相関を示すのほうが高い年ののデータはダウンロードできなかった 1000hPa Reanalysis Data( ) JRA-25(1.25 )

25 まとめデータによって SST に違い大気の下層の気温に影響 ERA I は SST の再現がよくフロントもある程度再現されている JRA-25 は沿岸親潮の貫入を再現していないは沿岸親潮の貫入が再現されている沿岸の SST が高いデータでは気温も高く再現される傾向が見られる ( 特に ) は AMeDAS に近い値を示すことが多かったゾンデとの比較 JRA-25 よりもが高い相関 1000hPa の気温について独立な六ヶ所村のゾンデ観測と比較した結果 JRA-25 とは高い相関を示し特には高かった

26 alysis data ( ) sonde ( )

27 ( ) ( ) ( ) 結果 3 三沢ゾンデ ( ) ( ) ( ) 7//00z 7/27/00z 7//12z 7/27/12z 7//00z 7/28/00z 7//12z 7/28/12z 7//00z 7/29/00z 7//12z 7/29/12z 7/30/00z 7//00z 7/30/12z 7//12z 7/31/00z 7/22/00z ( ) 7/31/12z 08/01/00z 7/22/12z 7/23/00z 08/01/12z 7/23/12z 08/02/00z 7/24/00z 08/02/12z 7/24/12z /30/00z 7/30/12z 7/31/00z 7/31/12z hPa hPa 7//00z 7//12z 7/22/00z 7/22/12z 1000hPa 7//00z 7//12z 7//00z JRA-25 FNL 三沢ゾンデ

28 Sonde( ) sonde( ) 結果 3 Sonde( ) 11 三沢散布図 Sonde( ) hPa 925hPa 850hPa Reanalysis Data( ) Reanalysis data ( ) Reanalysis Data( ) hPa 相関係数 JRA-25 (1.25 ) JRA-25(1.25) 1000hPa hPa hPa Reanalysis Data( ) 700hPa

29 Sonde( ) 結果 3 sonde( ) 三沢散布図 Sonde( ) hPa Reanalysis Data( ) hPa Reanalysis Data( ) 1000hPa Reanalysis Data( ) 三沢 JRA-25 相関係数 (1.25 ) JRA-25(1.25 )

30 ( ) ( ) ( ) 結果 3 11 三沢 [ ] /30/00z 7/30/12z 7/31/00z 7/31/12z 1000hPa 925hPa 7/30/00z 7/30/12z 7/31/00z 7/31/12z 850hPa /30/00z 7/30/12z 7/31/00z 7/31/12z /30/00z 7/30/12z 7/31/00z 7/31/12z JRA-25(1.25) 三沢ゾンデ 700hPa

31 ( ) ( ) ( ) ( ) 結果 3 11 六ヶ所村 hPa 925hPa JRA-25(1.25 ) 六ヶ所村ゾンデ hPa 700hPa

32 reanalysis data ( ) Reanalysis data ( ) 結果 3 Sonde( ) 11 六ヶ所村散布図 Sonde( ) 1000hPa 925hPa 850hPa sonde ( ) Reanalysis Data ( ) Reanalysis Data ( ) 700hPa Sonde ( ) JRA-25(1.25) 相関係数 JRA25 (1.25 ) 1000hPa hPa hPa hPa

33 ( ) ( ) ( ) ( ) 結果 3 12 六ヶ所村 hPa hPa hPa 六ヶ所村ゾンデ JRA-25(1.25) hPa

34 Sonde( ) 結果 3 Sonde( ) 12 六ヶ所村散布図 Sonde( ) Sonde ( ) hPa 12 Reanalysis Data( ) 700hPa hPa Reanalysis Data( ) 850hPa Reanalysis Data( ) JRA-25(1.25) 相関係数 JRA-25 (1.25 ) 1000hPa hPa hPa hPa Reanalysis Data( )

35 ( ) ( ) ( ) [ ] 結果 3 六ヶ所村 1000hPa Temp lat 41 lon 1.3 7//z 7//00z 7//06z 7//12z 7//z 7//00z 7//06z hPa Temp lat 41 lon 1.3 7//z 7//00z 7//06z 7//12z 7//z 7//00z 7//06z 925hPa Temp lat 41 lon 1.3 JRA-25(1.25) hPa Temp lat 41 lon 1.3 六ヶ所村ゾンデ //z7//00z7//06z7//12z7//z7//00z7//06z

37 結果 1 JCOPE2 OISST SST の分布図 :12 年 7 月日 RTG-SST MGD-SST JRA-25 親潮の貫入再解析 SST JRA-25 NCEP FNLは表現されていない SSTデータ JCOPE2は親潮の貫入の南下が弱い [ ]

38 結果 2 12 年と同様な特徴 12 年 : 東経 2.5 線上の南北時間断面図気温再解析 SST SST データ JCOPE2 JRA-25 OISST RTG-SST NCEP -FNL MGD-SST どの再解析データもヤマセによる気温の低下 SST 低い SST データは微細な SST の時間変動が見られる SST フロントの再現の違い SST の差大

An ensemble downscaling prediction experiment of summertime cool weather caused by Yamase

An ensemble downscaling prediction experiment of summertime cool weather caused by Yamase ヤマセによる冷夏をターゲットにしたアンサンブルダウンスケール予報実験東北大学福井真 1. Introduction 1.1 ヤマセ海洋性極気団を起源とした冷湿な北東風 => 水平規模 ~1000 kmの現象 (Kodama et al. 2009) 冷夏となり農作物に大きな被害 ( 冷害 ) をもたらすことも => 重要な中期予報の対象背が低く複雑な地形の影響を大きく受ける ( 工藤