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東海大学海洋学部轡田研

El Nino 現象の発生・終息期に注目した 熱帯大気－海洋系変動の解析. １．はじめに （ El Nino 発生・終息に関する過去の研究）. ２．使用データ. ３．標準偏差・時系列解析・ C-EOF 解析. ４．まとめ・結論. 東海大学海洋学部轡田研. 指導教員：轡田　邦夫. 4AOGM003 ：上田　拓朗. 海面変動は大気変動と密接に関連. 世界中で起こる異常気象と密接に関係してる. 1 ．はじめに. 東部太平洋で長期的に水温が高くなる現象. El Nino とは？. なぜ El Nino ？. El Nino 発生機構.

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Presentation Transcript

  1. El Nino現象の発生・終息期に注目した 熱帯大気－海洋系変動の解析 １．はじめに （El Nino発生・終息に関する過去の研究） ２．使用データ ３．標準偏差・時系列解析・C-EOF解析 ４．まとめ・結論 東海大学海洋学部轡田研 指導教員：轡田　邦夫 4AOGM003：上田　拓朗

  2. 海面変動は大気変動と密接に関連 世界中で起こる異常気象と密接に関係してる 1．はじめに 東部太平洋で長期的に水温が高くなる現象 El Ninoとは？ なぜEl Nino？ El Nino発生機構

  3. 過去のEl Ninoとの比較 Mc Phaden(2004) 西風の卓越 （西風バースト） Jin (1999) 西部太平洋の蓄熱 赤道に沿って熱容量の蓄積は、 El Ninoが起こる必要条件であるが十分条件ではない ケルビン波を励起 東部太平洋上で高温化(El Nino状態)

  4. 終息 ピーク ピーク 発生 |　　←エルニーニョ年→　 |　　　　　　翌年　　　　　　　| 冬　　春　　夏　　秋　　冬　　春　　夏　　秋　　冬 春 型 発達 その後不規則に 夏秋 型 持続 発生 終息 エルニーニョ現象の季節分類について(Horii 2004) Nino-3.4 index peak Start month

  5. El Nino終息メカニズム 終息因子 冷水　ケルビン波 Schopf and Suarez (1988) 20℃等深度面の浅化 西風偏差の南方シフト Harrison and Vecchi (1999,2003) El Nino終息

  6. Teq: upper ocean heat content () El Nino終息による分類Hasegawa（２００６）

  7. ・Madden and Julian (1971, 1972)による発見(Madden Julian Oscillation (MJO)) (海面気圧場から→その後、各物理量からも確認) ・約30-90日(広義には20-100日)の周期性 ・インド洋上で発生→太平洋西部へ東方伝播 (Madden and Julian, 1971, 1972;Wang and Rui, 1990) ・モンスーンに関連したインド洋上の北方伝播・太平洋西部の北西伝播 　→北半球夏季(Yasunari, 1979; Hsu and Weng, 2001) But ～季節内変動の特徴～ 季節内変動の東進現象に関連付けられた西風の卓越 →El Niño eventの発生に寄与 (Kessler et al, 1995) ･季節内変動の強化→El Niño event発生の必要条件ではない？ →季節内変動の経年変化とENSO･･･統計的に有意でない (Slingo et al., 1999; Hendon et al., 1999)

  8. 季節内(20-100日)周期変動の解析結果 ･1997-98 El Niño event→20世紀稀有な大規模現象 →大気のみならず海洋上層でも季節内変動の大きなシグナル　(Kutsuwada and McPhaden, 2002) ･1997-98年El Niño eventの突然の終息 　　　→季節内変動が関与(Takayabu et al., 1999) ・1992-93,1997-98年El Niño終了時において 　大気中の季節内周期変動成分が西方伝搬する　　管野他(2003) ・2002-03年El Ninoを解析、西方伝搬は確認されず。　上田(2004)

  9. 図２，1　Ｎｉｎｏ３（5Ｎ-5S,150-90W) 気象庁ホームページより NINO3 97年4月～98年6月 91年5月～93年6月 －目的－ El Niño 終息期における熱帯東部インド洋-西部太平洋での季節内変動(MJO)の特性を詳細に調べる。 →過去４回のEl Niño について終息期の特徴（西方伝搬の有無）に 　　注目して季節内変動の特徴の違いを探る。 86年11月～88年6月 02年6月～03年2月 図2,2　Ｎｉｎｏ3 における 　ＳＳＴ偏差の時系列 ＊赤がEL Nino期間 ＊青がLa Nina期間

  10. 空間解像度：2.5°*2.5° ～海上風データセット～ ･ECMWF(欧州中期気候予報センター)作成客観解析データ →1987-1988年El Niño event , 1991-1993年El Niño event ･J-OFUROのERS-2衛星散乱計データ →1997-1998年El Niño event ･J-OFUROのQscat/Seawinds散乱計データ →2002-2003年El Niño event期に適用 ～外向き放射データセット～ ･NOAA作成のOutgoing Longwave Radiation(OLR)データ ～SSTデータセット～ ･NOAA作成のOI ( Optimum Interpolation ) SSTデータ

  11. 1998~2000年 La Niña期 2000~01年　通常期 2002~03年 El Nino期

  12. 東部インド洋 - 西部太平洋 で分散が大きい El Niño期の海上風空間特性 1986~1988年 El Niño 1992~1993年 El Niño 1996~1998年 El Niño 2002~2003年 El Niño 各El Niño期で変動場は異なる

  13. El Niño期のＯＬＲ空間特性 1986~1988年 El Niño 海上風と同様な分散場を持つ 1992~1993年 El Niño 各El Niño期で変動場は異なる 1996~1998年 El Niño 2002~2003年 El Niño

  14. 各エルニーニョ終息期の空間特性を 確認する為C-EOF解析を行う 東西風 OLR 終息期西方伝搬が卓越している 東西風よりＯＬＲが 先行して伝搬している OLRと東西風の伝搬・変動特性は 類似している

  15. CEOF (Complex Empirical Orthogonal Function)解析 →地球規模の現象のシグナル検出に適用 伝播性のシグナル検出に有効 ～特徴～ ･時間振幅→シグナルが出現する時期と特定 ･時間位相→周期性を特定(位相の単調増加から) ･空間振幅→シグナルの出現する海域を特定 ･空間位相→ 伝播方向を特定(位相の増加方向→伝播方向) ･寄与率　→対象とする時空間変動に対してそのモード 　　　　　 の変動が占める割合 →西風偏差の水平2次元の伝播特性を調べる 　　　　　　　～解析領域～ 期間;1986-88年El Niño →1996年10月-1998年10月 1986-88年El Niño →1996年10月-1998年10月 1997-98年El Niño → 1996年10月-1998年10月 2002-03年El Niño → 2002年 3月-2003年 4月

  16. OLR 1 mode 2002~03年El Nino(30.04) 1997~98年El Nino (22.24) 1991~93年El Nino (18.35) 1986~88年El Nino (22.82)

  17. 1986~88 El Niño(冬期終息） 東西風　mode2（12.8） El Niño終息1988年1月 周期：39.6日 時間位相 時間振幅 OLRmode3（9.1） 夏季に卓越 周期：49.3日 時間位相 時間振幅

  18. 1991~93 El Niño(夏季終息） 東西風　mode3（7.1） 1992年5月 1993年7月 周期：41.1日 時間位相 時間振幅 OLRmode2（10.8） 冬季に卓越 周期32.8日 時間位相 時間振幅

  19. 1996~98 El Niño(夏季終息） 東西風 mode2（12.8） 1998年5月 周期:35.6日 時間振幅 冬季に卓越 OLR mode2（12.0） 周期:45日 時間振幅

  20. 2002~03 El Niño(冬季終息） 東西風　mode2（14.4） 2003年2月 冬季に卓越 周期:39.9日 時間位相 夏季に卓越 時間振幅 OLRmode2(13.33) 周期：28.2日 時間位相 時間振幅

  21. El Niño終息が起こる季節によって 西方伝播特性が異なると言う事が分かった El Niño終息期に起こった西方伝搬の特徴

  22. ４．まとめ 東西風・OLRの季節内変動の解析結果 • 振幅の空間特性 • 　・インド洋東部~太平洋西部で大きい • ・東西風とOLRの変動場は類似している • ・各El Niñoによって変動場は異なる 3) 時間経度断面 ・OLRと西風は同傾向の伝搬特性をもっている 4)C-EOF解析 ① 　各El Niñoの1modeで検出 インド洋－太平洋西部を北東向き伝播 　 位相速度; 約5m s-1(Nakazawa, 1983)

  23. 4)C-EOF解析 ② 　・夏期に終息したEl Niño(1991~1993,1996~1998年) 冬季の太平洋中央－インド洋東部を北西向き伝播 位相速度; 約2-5m /s ・冬季に終息したEl Niño(1986~88,2002~2003年) 夏期の太平洋中央－インド洋東部を西向きに伝搬 位相速度;約1.5~5m/s El Niño終息前に強い西方伝搬 西方伝搬が卓越する季節により特性が違う El Niño終息を予測する上で El Niño終息前に起こる季節により異なる 西方伝搬のメカニズムを調べることが重要

  24. 今後の課題 冬季El Niño終息期にみられた西方伝播 Hsu and Weng(2001) 結合対流循環システムについて確認する

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