新用語解説（49）103：106二306（北極振動

経年変動；極温）

北極振動

北極振動（ArcticOscillation；以下AOと記す）と

ヤのるゆ

（α）

z，㎜

z・・

（b》

は，第1図のような北極域と中緯度地域との間の気圧120Eの振動を表す変動パターンである．松野太郎氏によれば，このパターン自体を最初に発見したのはオースト

リアのExner（1913）で，彼は10冬の月平均地表気圧

弔データを用い，シベリア東部，スカンジナビア北部，グリーンランド西岸の3地点で平均した気圧を基準時

．

如鮮

0

系列に作成した相関図に，それを見出したのである．

戦後彼の仕事は忘れ去られたが，このパターンは経験蓼麟簾凝

第1図

礁

上，費
0

AOに伴う典型的な高度偏差場（破線は負値）．（a）地表付近1000−hPa面高度（±5，15，25，…m），（b）下部成層圏50−hPa

直交関数（EOF）解析により求まる最も卓越した海面

面高度（±20，60，100，…m）．AO指数が正（極渦が強い）の時の状態．Thomp−son and Wallace（2000）による．

気圧の長周期変動パターンとして，ここ30年余り広く知られていたものである．しかし，その大きな空問的拡がりは，そうしたパターンを抽出し易い同解析の数学的特性に起因した人為的なものとも考えられてい
但し，南半球の極渦変動において移動性高低気圧活動た．

最近になってThompsonandWallace（1998，2000）

は，海面気圧場の第1EOFとして得られるこのパターンをAOと命名した．彼らは，特に冬季にはAOとの相互作用が重要（LimpasuvanandHartmann，1999）なのとは対照的に，北半球では惑星波の上方・水平伝播と東西平均流（極夜ジェット）との相互作用が対流圏から成層圏にまで及ぶ極渦の強弱を表わすもが重要となる（Hartmann6渉認，2000；Kimoto6！磁，ので，ユーラシア北部の広大な領域に地上気温の変動

2001）．

をもたらすことを示し，実体のある重要な変動パターンだと主張した．その頃，GongandWang（1999）は

実は以前から，AOに関連すると思われる成層圏極渦や極夜ジェットの変動及びそれと対流圏循環の長周南半球における極渦の強弱を示すパターン（南極振動）

期変動との関連に，一部の研究者は着目していた．特を発見したが，そのパターンとAOとの形態的・力学的共通性に着目したWallace（2000）は，両者を各半に，火山噴火や太陽活動が成層圏循環へ与える影響を球の「環状モード（annular調査していた小寺らは，AOに伴う極域成層圏・対流圏mode）」と名付けた．定の結合変動の実態をより動的に捉える先駆的研究を，常ロスビー波に伴うとされる既知のテレコネクション10年以上も前から展開してきた（Koderaα認，1990；

パターンとは対照的に，両者とも緯度円を取り巻くよ小寺，1997；Kuroda

うに環状な循環偏差を伴う東西一様性の高い大気固有て，Baldwinの変動パターンと見なした．こうして彼は極渦の強弱

sonandWallace（2001）も，AOのシグナルとしてのと言う新しい視点から大気循環変動を捉え直したのだ

成層圏極渦変動が，北半球中高緯度の対流圏循環にかが，両者ともその力学は「東西平均流とそれに重畳すなり持続的な影響を与える可能性を示している．

る波動」という伝統的な枠組で理解可能なようである．

andKodera，1999）．最近になっandDmkerton（1999，2001）やThomp−

AOが短期問の間にこれほど脚光を浴びるようになった一因は，その絶妙なネーミングにあろう．だが，◎2002

日本気象学会

2002年8月

より重要な要因は，AOが上は成層圏から下は地上の93

688

北極振動

天候や海洋・海氷・雪氷の変動まで，北半球中高緯度たい．（東京大学／地球フロンティア中村尚）の広大な領域において，気候系の様々な構成要素の変参考文献

動に影響を与え得ることであろう．実際，Wallaceらは，近年のユーラシア大陸の温暖化傾向や北極上空の極渦の強化（寒冷化），オゾン総量の変化傾向等が，AOの変化傾向で説明できるとし，その重要性を強調した（Thompson6渉α乙，2000；Hartmannθ！α乙，2000）．

興味深い事に，Shinde116！認（1999）による大循環モ
デルを用いた温暖化実験では，モデルに成層圏をきちんと組込むとAOの応答が顕著となり，北半球高緯度

Ambaum，M．H．P．，B．Hoskins
2001：Arctic

Oscillation

Baldwin，M．P．and
tionof

to

the

the

Oscillationとは別物だと考えている．一方，Honda

andDeser，C．，2000：0n

Oscillation

of

the

anomalien

weather

teleconnectivity

regimes，

ofmonatliche

dernordlichen

shaften，CXXII，Bd．Abd，IItheArcticWittemngs−

Erdhalfte

imWinter，Wissen−a，1165−1240．

S．Wang，1999：Definition

ofAntarctic

index，Geophys．Res．Lett．，26，1601−1604．

Hartmann，D．L．，J．M．Wallace，V．LimpasuvanandJ．

圧間のシーソー関係（AIS）の現われで，これがEOF

R．Holton，2000：Can

解析により人為的に紛れ込んだ事を示し，Deser

warming

interact

Proc．National

toseesaw
Part55。Nと35。Nとの帯状平均西風偏差の反転関係（index

bilitydepletion
rapidandclimateglobalchangeP，

H．Nakamura，2001：Interannual

between

II：Itsozone

produceAcad．Sci．，97，1412−1417．

Honda，M．and

注意が必要である．また，Lorenz（1951）の発見したが，そのかなりの部分がAISの寄与であることも示さ

stratosphere

Sitzb．Mathem．一Naturw，Kl．，Acad．deroscillation

cycle）はAOの反映だとWallace（2000）は主張した

the，Geophys．Res．Lett．，27，779−782．

aufGong，D．and

が太平洋域の気候要素に与える影響の評価には十分な

anomalous

Exner，F．M．，1913：UberNaka−（2000）やHoskinsらの疑念を証明した．従って，AO

fromT．」．Dunkerton，2001：Strato−

harbingers

mura（2001）は，AOに伴う北太平洋上の偏差は2月以降顕著となるアリューシャン・アイスランド両低気

Oscilla−30946．

Baldwin，M．P．and

Science，294，581−584．

う北極海（特に，ボーフォート海）の気圧偏差は，NAO

Atlantictroposphere，」．Geophys．Res．，104，30937−

このように，近年注目を集めているAOだが，その実体に関する論争は現在もなお続いている．殊に，周いている（Ambaum61説，2001）．彼らは，AOに伴D．B．Stephenson，T．J．Dunkerton，1999：Propaga−

Arcticspheric

知の北大西洋振動（NAO）がAOに他ならないとした

andNorthtionP，」．Climate，14，3495−3507．の地表付近の温暖化が強化されている．

Wallace（2000）の主張は，Hoskinsらからの反論を招

or

the

Aleutiansig−nificanceovertheinwinter−timeandIcelandic

Lows：

theinterannualvaria−

NorthemHemisphere，」．Climate，14，4512−4529．

本田明治，山根省三，2002：「北極振動」をめぐる最近

Nakamura，2001）．即ち，帯状平の動向一2001年米国地球物理学連合（AGU）秋季大会

均操作がAOに伴う環状の偏差のみを抽出するとはセッション「北極振動／北大西洋振動一定義とメカニズれた（Hondaand限らないのである．

最後に，冬季北半球中高緯度の大気循環の経年変動に占めるAOの位置についてまとめておこう．Honda
and Nakamura（2001）によれば，AOに伴う変動の寄与は成層圏においては圧倒的で，地上気圧変動へのムー」の報告r天気49，661−666．
Kimoto，M．，F．一F．Jin，M．Watanabe
Yasutomi，2001：Zona1−eddycoupling

tral

Arcticmode

theoryfortheandandOscillation，Geo−

Kodera，K．，K．Yamazaki，M．ChibaandK．Shibata，1990：Downward

ロスビー波の水平伝播の導波管となる対流圏上層・中spheric層では，所謂PNA（Pacific／NorthAmerican）パター

sphere，Geophys．Res．Lett．，17，1263−1266．

AOの寄与を凌駕する．因みに，その波状偏差パターンは地表のAISに対応するものである．
なお，AOに関する解説は山崎（2001）にも与えられており，最新の研究動向は本田・山根（2002）が報告

neu−

phys．Res．Lett．，28，737−740．

寄与も他の偏差パターンを凌いでいる．しかし，定常ンとその北大西洋への伸長に伴う波状偏差の寄与がN．

amean

propagation

zonal

windofupper

perturbations

tostrato−
thetropo−

小寺邦彦，1997：太陽活動と中層大気の力学過程とその関係に関する研究，一1996年度日本気象学会賞受賞記
念講演一，天気，44，307−316．

Kuroda，Y．andK．Kodera，1999：Roleof

in

the

stratosphere−troposphere

couplediability

inthewaves

Northemplanetary
var−

Hemisphere，Geophys．Res．

している．AISの詳細は中村ほか（2002）を参照され
94

天気

49．8．

689

北極振動
Lett．，26，2375−2378．

Limpasuvan
andtheV．andannularphys．Res．Lett．，25，1297−1300．

D．L．Hartmam，1999：Eddies

modes

ofclimate

Thompson，D．W．」．andJ．MWallace，2000：Annularmodes

variability，Geo−Lorenz，E．N．，1951：Seasonaltions
sure

中村of

theNorthem

intheandirregularHemispherevaria−

sea−level

Thompson，D．W．J．，J．M．Wallace

2000：Annular

尚，本田明治，山根省三，大淵

tion．Part済，2002ニアリュー

シャン・アイスランド両低気圧間のシーソー現象，天Regional
andL．

Pan−dolfo，1999：Simulation

ofrecent

northem

wintergreenhouseforcing，trendsbysphereArcticOscillation

geopotential

heightI：

theG．C．Hegerl，circula．

II：Trends，」．Climate，13，1018−1036．

climateannularAnnularandextratropical

J．M．Wallace，2001：

impacts

oftheNorthemHemi−

mode，Science，293，85−89．

Mode：Two

Atlantic

Oscillation／paradigms−one

phenomenon，Quart．J．Roy．Meteor．Soc．，126，791−805．

J．M

山崎孝治，2001：北極振動（ArcticWallace，1998：ThesignatureandinWallace，J．M．，2000：North

Nature，399，452−455．

Thompson，D．W．J．andmodes

Thompson，D．W．」．and

気，49，701−709．

Shindell，D．T．，R．L．Miller，G．V．Schmidt

circulation．Part

variability，J．Climate，13，1000−1016．

pres−profile，」．Meteor．，8，52−29．

climateextratropicalMonth−to−month

phys．Res．Lett．，26，3133−3136．

intemperature

theOscillation），2000

年秋季極域・寒冷域研究連絡会の報告，天気，48，426−

wintertime

fields，Geo一428．

轟刷e
日本科学協会「平成15年度笹川科学研究助成」の募集
1

対象領域む類似施設）および図書館で研究活動に従事する学

人文学，社会科学および自然科学（医学を除く）

またはそれらの境界領域に関する研究．申請区分は芸員・図書館司書等の職員．

4（1）一般科学研究，（2）学芸員・図書館司書等が行う研究，（3）海洋・船舶科学研究．

2

研究計画と助成額

単年度（2003年4月1日〜2004年2月10日）内で研究が完了し成果を取りまとめられるもの．助成額
は1研究課題あたり年問100万円を限度とします．

3

対象者
大学院生，これと同等以上の能力を有する者（35歳以下），大学・研究所・研究機関・教育機関等にお募集期間

2002年9月2日（月）〜10月15日（火）必着

5

申請先（財）日本科学協会〒107−0052

笹川科学研究助成係

東京都港区赤坂1−2−2

日本財団ビル5階Te1：03−6229−5365，Fax：03−6229−5369
E−mai1：jss＠silver．ocn．ne．jp

申請書，応募方法等詳細については
http：〃wwwjss．orjpまたは気象学会事務局まで．

いて研究活動に従事する者（35歳以下），博物館（含2002年8月

95