共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 オホーツク海の海氷変動が大気大循環及び海上気象に及ぼす影響についての研究
研究代表者／所属 東海大学総合教育センター
研究代表者／職名 助教授
研究代表者／氏名 立花義裕

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 本田明治 地球フロンテアシステム 研究員

2

 大泉三津夫 気象庁数値予報課 予報官

3

 細見卓也 気象庁数値予報課 技官

4

 金子秀毅 気象庁海上気象課 技術専門官

5

 大島慶一郎 北大低温研

研究目的 極寒冷域の大気海洋相互作用や、気候変動、気象変動のメカニズム理解するためには、海氷と大気の相互作用の理解が不可欠である。本研究は、海氷の解析データと、北大低温研が中心となって行われた観測データ―――冬季オホーツク海海氷上で砕氷船から放球され観測されたラジオゾンデデータや海氷データ―――を用い、大気海氷相互作用の理解を深めることにある。これらデータを利用して研究を進めるためにはデータを管理している低温科学研究所との共同研究が不可欠である。また観測時に計測されたラジオゾンデデータは気象庁にリアルタイムで送信された。送信されたデータは、気象予報などに役立てられている。
　　
研究内容・成果 1月下旬に関係者が集まり研究集会を開催した。そこで得られた知見を下記に列挙する。

1）オホーツク海高気圧と下層雲
使用データはECMWF daily data、ISCCP daily dataを使用した。オホーツク海高気圧の中心をcomposite解析によって、オホーツク海高気圧の中心を定義した。オイラー的にオホーツク海高気圧の中心を見るのではなく、ラグランジュ的にオホーツク海高気圧の中心を見て、5-10日連続してオホーツク海高気圧が出ていたときをその中心と定めた。このようにして定めたオホーツク海高気圧を大川さんのオホーツク海高気圧の分類に基づいて対応付けた。オホーツク海高気圧の中心気圧が低いときには下層雲がある。など面白い結果を出すことができた。これが、実際の大気に合致しているのであれば、統計解析の結果とも合うところがあるであろう。霧を含めた下層雲の有無とオホーツク海高気圧の強弱との対応関係を実際の観測値を用いて調べることは価値が大いにあることが示唆された。
2）観測の基づくオホーツク海高気圧下層雲の放射過程
現在用いている放射モデルの雲パラメータの結果が標準的な値に比べ、大きいことが観測から示唆された。雲量計算結果などを見ると、オホーツク海下層の下層雲、霧の雲量は1.0ではない事がわかっているが、今回放射計算をする際は雲量を1に固定して行ったのでその影響が雲水量、雲半径に出ていると考えられる。混合層高度が上昇していた期間放射冷却と凝結加熱がバランスしているが、凝結量が3K/dayと多く降水がなければこの値は大きすぎということも示唆された。これは観測中には量の降水があった事からも理解できる。水平移流の効果も重要である。
オホーツク海高気圧の下層で発生する霧は、何が原因で生じたのか？
→上層の雲が抑えられ、下層に湿度の高い層がたまり一連の放射冷却過程が始まり霧が維持される。しかし、下降流が強すぎると混合層は消える方向に働く。データ解析によると高気圧が強すぎると、霧が維持される期間が短くなるという結果も得られた。
3）海洋から見たオホーツク海の熱収支と海氷変動
太平洋に対しオホーツク海は、低温低塩分であり、このオホーツク海の海水が太平洋の中層に沈みこんでいる。表層の海水が中層に沈み込むという事は珍しい。それでは一体どれだけの熱がオホーツク海から太平洋にいっているのか見ていく。全体的に見るとオホーツク海からは熱が逃げている。細かくみると、上層は冷え、下層は熱が入ってくる傾向がある。この結果は大潮でも小潮でも差は生じなかった。その量は32TWで、ECMWFなどから見積もったオホーツク海が失う熱量は35TW。海氷が例年より早く出来るか出来ないかは、海洋混合層の温度が早く冷やされる結果 生じる。上記で述べた太平洋との熱交換が行われるため海洋混合層の温度変化が生じるのではないか？