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第 414 回 大気海洋物理学・気候力学セミナー のおしらせ

日 時: 4月 16日(木) 午前 09:30 - 11:00
Date : Thu., 16 Apr. 09:30 - 11:00
場所 :環境科学院 2階 講堂
Place:Env. Sci. Bldg. D201

Speaker: 宮地友麻(地球環境科学研究院/ 博士研究員)
Title: 陸上の昼・夜・複合熱波に大気内部変動と海面水温変動が及ぼす影響の分離

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陸上の昼・夜・複合熱波に大気内部変動と海面水温変動が及ぼす影響の分離
宮地友麻(地球環境科学研究院/ 博士研究員)
発表要旨:

近年、海洋熱波は全球的に増加しており、沿岸域の陸上熱波を伴う複合現象への関心が高まっている。しかし、海洋変動が陸上熱波にどの程度影響するの かは、依然として明らかではない。また、多くの研究は日最高気温で定義される昼間熱波に注目している一方で、健康リスクがより大きい夜間熱波は、十分に研 究されていない。本研究では、大気海洋結合モデル実験と非結合モデル実験を比較することにより、海面水温(SST)変動が陸上熱波に及ぼす影響を定量的に評価する。解析には、 MIROC6 の結合 historical 実験(CM、50メンバー)と、CM のアンサンブル平均SSTを下部境界条件として与えた大気モデル実験(MIROC6_AGCM、AM、50メンバー) を用いた。両実験は 1965–2014 年を対象とし、大気への外部強制は同一である。AM では SST の内部変動が除かれているため、両実験の差はSST変動に起因する とみなすことができ、そこには海洋の内部変動と大気海洋相互作用の効果が含まれる。昼間熱波は、各格子点・各暦日について CM アンサンブルから算出した 90 パー センタイル値を日最高気温が少なくとも 5 日連続で上回る期間として定義した。同じ閾値を AM 実験にも適用した。夜間熱波は、日最低気温を用いて同様に定義 した。解析の結果、熱帯では、昼間・夜間ともに熱波発生率はCMより低く、SST変動の影響が熱波発生を支配していることが示された。中緯度から高緯度にかけては、 昼間の陸上熱波の発生率はCMとAMでほぼ同程度であり、多くの陸上の昼間熱波は主として大気内部変動と地球温暖化によって生じていることが示唆された。東ア ジアおよびヨーロッパでは、昼間熱波に対するSST変動の寄与は沿岸グリッドで約30~40%であり、そこから1グリッド内陸側(約140 km)では有意な寄与はみ られない。一方夜間熱波に対しては、SST変動の影響はより強く、より広範囲に及び、沿岸付近では最大約70%に達し、東アジアおよびヨーロッパでは沿岸から 内陸約400 kmまで有意な寄与がみられる。SST変動による寄与はまた、沿岸域の昼・夜熱波の同時発生を増加させることが示された。 これらの結果は、一般によく研究されている昼間熱波への影響は限定的である一方で、海洋変動と大気海洋相互作用が夜間熱波および昼夜複合熱波において重要 な役割を果たしていることを示している。 Marine heatwaves have increased globally in recent decades, raising interest in compound events involving coastal terrestrial heatwaves. However, the extent to which ocean variability influences terrestrial heatwaves remains unclear. While many studies focus on daytime heatwaves defined by daily maximum temperature, nighttime heatwaves, which pose greater health risks, remain understudied. This study quantitatively evaluates the oceanic influence on terrestrial heatwaves by comparing atmosphere–ocean coupled and uncoupled model experiments. We analyze large-ensemble simulations from the MIROC6 coupled historical experiment (CM; 50 members) and an atmospheric model (MIROC6_AGCM) experiment forced by the ensemble-mean SST from CM (AM; 50 members) with identical external atmospheric forcings for 1965–2014. Because AM excludes SST internal variability, differences between the experiments can be attributed to oceanic variability, which includes the results from atmosphere-ocean interactions. Daytime heatwaves are defined as periods when daily maximum temperature exceeds the 90th percentile for at least five consecutive days, with thresholds calculated from the CM ensemble for each grid point and calendar day. The same thresholds are applied to the AM experiment. Nighttime heatwaves are defined analogously using daily minimum temperature. Results show that the frequencies of the daytime terrestrial heatwaves are similar between CM and AM, suggesting that most daytime terrestrial heatwaves are primarily driven by atmospheric internal variability and global warming. In contrast, nighttime heatwaves show a significant reduction in coastal regions in the AM experiment, indicating a substantial oceanic contribution (~70%). A similar reduction is found for compound daytime–nighttime heatwaves in the AM experiment, with some coastal regions, including Japan, exhibiting ocean effects larger than those expected from a simple multiplication of daytime and nighttime influences. These findings demonstrate that ocean variability and atmosphere–ocean coupling play a critical role in nighttime and compound heatwaves, despite their limited influence on commonly studied daytime heatwaves.

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連絡先

川島 正行
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