2016/2017年冬の大気循環場の特徴
平成29年3月2日
気象庁気候情報課

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日本の天候・世界の気温2冬の日本の天候

気温/降⽔量/日照時間
平年差(比)

地域平均気温平年差の時系列

気候表
気温：全国高温
降雪量：北⽇本はかなり少なく東日本で少ない。
⻄⽇本は平年並。

気温平年差

降⽔量
平年⽐

日照時間
平年⽐

降雪量
平年⽐

日

太日

太日

太

北⽇本

+0.5

96

101

95

99

67

74

東日本

+0.8

103

101

104

112

43

42

⻄⽇本

+0.8

125

107

112

112

87

50

沖縄・奄美

+1.1

69

102

−3

豪雪地帯の累積降雪量（11/1〜）
・北⽇本、東⽇本の豪雪地帯では平年より少ない。
・⻄⽇本の豪雪地帯では平年並。

全国

東北北陸・関東甲信・東海

北海道

近畿・中国

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世界と⽇本の平均気温･対流圏層厚換算温度・2016年は世界と⽇本の年平均気温が共に１位の記録を更新。
・層厚換算温度も⾼い状態が続いている。
年平均地上気温世界

日本

最近の対流圏層厚換算温度

熱帯（25S‑25N）

北半球中⾼緯度（30‑90N）
5この冬の海況・循環場

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海面水温

NINO.3 SSTの基準値との差（℃）⿊線：⽉平均値 赤線：5か月移動平均値

エルニーニョ現象

赤道域ではインド洋や太平洋中・東部で低温偏差、太平洋⻄部で⾼温偏差。南シナ海〜フィリピン東海上で高温偏差。

NINO.3の海面水温変動
・2016年7月から12月まで‑0.5℃付近（ラニーニャ現象に近い状態）を推移
・気象庁の「ラニーニャ現象」の定義を満たさなかった
気象庁における[ラニーニャ現象]の定義：
エルニーニョ監視海域（NINO.3）における月平均SSTの基準値との差の5か月移動平均値が、6か月以上連続して‑0.5℃以下になった状態。（基準値：前年までの30年間平均値）
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熱帯の大気循環(対流圏上層)

OLR解析&平年偏差ψ200/OLR平年偏差χ200/OLR平年偏差・インドシナ半島〜フィリピン付
近や海洋⼤陸付近で対流活発(発散偏差)、インド洋⻄・中部や太平洋⾚道域では対流不活発(収束偏差)。
・対流活発と対応して、中国南東部でH循環偏差、日本の東海上でL循環偏差。
8熱帯の大気循環(対流圏下層)

OLR解析&平年偏差2m気温/海面気圧/10m風平年偏差ψ850/OLR平年偏差・対流活発と対応して、海洋⼤陸付近では南北半球対のL循環偏差が明瞭。
・この循環偏差パターンと対応してフィリピン東海上〜中国南部では南東風偏差場となった。
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LBM実験結果

鉛直積算した加熱平年偏差・12/1〜2/26平均のJRA‑55の加熱偏差を強制項として与えて計算・基本場は12〜2月平均
・実験環境(Watanabe andKimoto 2000)は東京大学渡部先生よりいただいた。
中国南部付近のH循環偏差はLBM実験で再現される。

【応答】ψ200【解析】ψ200平年偏差

10対流活発と亜熱帯ジェット気流の北偏緑枠域で領域平均したOLRに回帰させたZ200※統計期間は1979/80〜2015/16年の冬。灰色陰影は95%有意な領域で、等値線は暖寒色を反転。

ψ200/OLR平年偏差(12/1〜2/27平均)

陰影: OLR平年偏差(W/m2)
等値線: ψ200平年偏差(106m2/s)

インドシナ半島〜フィリピン付近で対流活発となる場合には、中国南部付近でH循環偏差となる傾向があり、この冬の特徴と整合している。
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ラニーニャ現象発生時の合成図との比較(合成) 降⽔量偏差

OLR平年偏差(12/1〜2/27)

フィリピン付近
で対流活発傾向(合成) ψ200偏差(帯状平均除去)※統計期間: 1979〜2016年の1月
灰色陰影は95%有意な領域
等値線は暖寒色を反転

ψ200平年偏差(12/1〜2/27)

合成図と整合中国南部付近はH循環偏差の傾向※統計期間は1958/59〜2012/2013年冬※帯状平均を除去している。

(106m2/s)12Z500

中・⾼緯度の⼤気循環
SLP

陰影: 平年偏差
等値線: 解析値

T850【Z500】極付近は負偏差。半球規模で波列パターンがみられ、特にユーラシア⼤陸北部で明瞭。ヨーロッパ北部や東アジア北部で正偏差、⻄シベリアで負偏差。
【SLP】北極海で低気圧が発達しやすい。ヨーロッパや北太平洋北東部で正偏差。アリューシャンLの活動、シベリアHの張り出しは平年より弱い。
【T850】東アジアで⾼温偏差、北⽶⻄部、ヨーロッパ東部〜⻄シベリアで低温偏差。

13気温移流と⼤陸の⾼温(12〜1月平均)

・北極海での発達した低気圧に対応して、シベリア域では⻄からの暖気の影響を受けやすく、⼤陸北東部の寒気は弱い。
・⼤陸の寒気が弱いため、⽇本を含む東アジアでは北からの寒気の影響を受けにくい。
・中国南東部付近では、高気圧の縁を回る南からの暖気の影響で高温。

850hPa水平風偏差の寄与

850hPa気温偏差の寄与

14中・⾼緯度の⼤気循環※12/1〜2/20平均

500hPa高周波擾乱の運動エネルギー

500hPa高周波擾乱のフィードバック効果

陰影: 平年偏差、等値線: 解析値

陰影: ⾼度変化率、等値線: ⾼度偏差

※ 2〜8⽇周期成分の渦度フラックス発散に伴う⾼度変化率の平年偏差で定義。東京⼤学中村研究室ご提供のプログラムを使用。

英国付近や北太平洋中部の⾼度正偏差には、⾼周波擾乱のフィードバック効果による寄与がみられる。

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北⼤⻄洋北部の擾乱活動との関係

500hPa高周波擾乱の運動エネルギー(KE500)(12/1〜2/20平均)

陰影: 平年偏差、等値線: 平年値

緑枠域で領域平均したKE500(1958/59〜2016/17年の各冬)(m2/s2)

⿊点線: 平年値※ 2015 は2015/16年冬を表す。
2016/17年冬は2/20までの平均。

・北⼤⻄洋のストームトラックの東〜北東側で⾼周波擾乱の活動が活発
・英国〜その⻄海上での擾乱の活動は、平年よりかなり活発だった。

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北⼤⻄洋北部の擾乱活動とSST

領域平均KE500に回帰させたSSTSST平年偏差(2016/12/1〜2017/2/27平均)

等値線: 回帰係数
灰色陰影: 95%信頼度⽔準で統計的に有意な領域※ 統計期間は1958/59〜2015/16年冬

・英国の⻄海上で⾼周波擾乱の活動が活発な場合には、北⼤⻄洋の50oN付近でSSTの南北勾配が強い傾向があり、今冬の分布と整合している。

17沖縄・奄美の高温

18850hPa熱収支(12〜1月平均)

ψ850/OLR平年偏差インドシナ半島付近のL循環偏差や日本の南海上のH循環偏差と対応して、フィリピン東海上〜東シナ海では南東⾵偏差場となり、北からの寒気の影響を受けにくかった。

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LBM実験結果、ENSO合成図

鉛直積算した加熱平年偏差【応答】ψ850※実験環境は前述と同じ

ラニーニャ現象時の合成図※統計期間は1958/59〜2012/2013年冬【解析】ψ850平年偏差20南海上の高気圧

日本の南海上では、中国の上層高気圧性循環偏差に伴う寒気移流に対応して下降流偏差となり、地上付近で高気圧を強めたとみられる。
鉛直流偏差による気温平年値の移流（500hPa）

断熱昇温

ψ200/OLR平年偏差

水平風偏差による気温平年値の移流（500hPa）

SLP平年偏差

寒気移流

120‑140Eで平均した子午面循環(偏差)矢印: Vxω
陰影: ω※いずれも
12/1‑2/27平均

60N

赤道21

1月中旬、2月上旬のブロッキング22

ブロッキング⾼気圧の⻄進・1⽉上〜中旬と2月上旬の2回にわたって、アラスカ付近でブロッキング⾼気圧が発達し、その後⻄進した。→「太平洋起源型」
ブロッキング指数の
経度‑時間断面図※Z500偏差の40‑80Nでの最大値で定義

Z50023

ブロッキング→トラフの深まり→寒気流出・ブロッキング⻄進に伴って、地表付近で⾼気圧偏差となり、⽇本付近ではトラフが深まり、一時的に強い寒気が南下した。
Z500(1/12〜16)
SLP(1/12〜16)

90‑135E平均の280K⾯以下の寒気質量flux南北成分(hPa m/s)

赤線: 2016/17年冬
⻘線: 2015/16年冬
灰線: 1981/82年〜2014/15年冬※ 寒気流出解析(東北大岩崎研究室ご提供)のデータを用いて算出。
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ブロッキング→トラフの深まり→寒気流出・ブロッキング⻄進に伴って、地表付近で高気圧偏差となり、日本付近ではトラフが深まり、一時的に強い寒気が南下した。
Z500(2/7〜11)

SLP(2/7〜11)

90‑135E平均の280K⾯以下の寒気質量flux南北成分(hPa m/s)

赤線: 2016/17年冬
⻘線: 2015/16年冬
灰線: 1981/82年〜2014/15年冬※ 寒気流出解析(東北大岩崎研究室ご提供)のデータを用いて算出。
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PV‑inversion
300hPaのPV偏差を与えると、地表付近では実況と対応する高気圧偏差を誘起。
実況SLP
1/12‑16

PV偏差により誘起される1000hPaの高度偏差場（実線）、⾵（⽮印）、気温平年値の移流に伴う温度変化（陰影）与えたPV偏差@300hPa

2/7‑1126

熱帯の対流活動による寄与

インドシナ半島〜フィリピン付近での対流活発が、偏⻄⾵の蛇⾏(準定常ロスビー波の波束伝播)を通してブロッキングの形成に寄与した可能性

ψ200/OLR平年偏差、波の活動度
フラックス

等値線:ψ200平年偏差(106m2/s)
陰影:OLR平年偏差
矢印: 波の活動度フラックス

27高周波擾乱による寄与

500hPa高周波擾乱によるフィードバック効果(m/day)等値線：Z500平年偏差(m)
陰影：500hPaの2〜8日成分の渦度フラックス発散に伴う⾼度変化率の平年偏差(m/day)

1月中旬前半については、ブロッキン
グ⾼気圧に対応した⾼度正偏差に対して、高周波擾乱のフィードバック効果による寄与がみられる。
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ブロッキングの⻄進と負PVの補給

・極東域のトラフを回る形で、負渦位大気が東シベリア付近へ侵入。
High‑Qに伴う流れに沿ってLow‑Qが⻄進(PVU)

等値線：10日以上の周期成分、陰影：2〜8日周期成分、図は12Zのもの

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1月下旬に発生した
成層圏大規模突然昇温30成層圏大規模突然昇温の発生
北極上空T30Z30

アリューシャンHが張り出す

Major SSW発生

30‑90N平均の100hPa E‑Pフラックス鉛直成分

波数1の鉛直伝播が強まる

灰色バー(⿊点線):全波数成分(平年値)
赤⻘緑: 波数123成分

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北半球環状モード(NAM)

NAM指数の時間‑鉛直断面図

NAMパターン(500hPa)

SSWの発生に伴って、NAMの負NAM指数: NAMパターンと⾼度偏差との内積位相(断面図の暖色系)のシグナ
NAMパターン: 1958/59〜2012/13年11〜4月 ルが数⽇かけて下降したが、対流の20N以北における⽉平均⾼度偏差のEOF‑1圏の環状モードへの影響については不明瞭だった。

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赤道成層圏QBO33赤道成層圏QBO
シンガポール(1ºN、104ºE)
上空の月平均東⻄⾵・赤道成層圏QBOは⻄⾵位相の状態で推移している。
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QBOと極夜ジェット

シンガポール上空U30に回帰させた帯状平均U

帯状平均東⻄⾵平年偏差(12/1〜2/27平均)

(hPa)

(hPa)

※ 統計期間: 1964/65〜2015/16年冬
灰色陰影: 95%信頼度⽔準で統計的に有意な領域

・QBOが⻄⾵位相の場合には、成層圏⾼緯度域は⻄⾵偏差となる傾向がある。
・平均的に極夜ジェットが強い状態には、QBOの位相が寄与した可能性がある。

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北極海の海氷36北極海の海氷

北極海の海氷域⾯積の推移

赤線:2016年、⿊線:1978〜2015年
灰色陰影: 平年並の範囲

北極海の海氷域⾯積は、2016年を通して平年と⽐べてかなり少ない状態となった。

2月末時点の海氷分布

米国雪氷データセンター(NSIDC)

https://nsidc.org/arcticseaicenews/

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バレンツ・カラ海付近の海氷密接度との相関・回帰係数（2016/2017年冬）等値線: 回帰係数、陰影: 相関係数、統計期間：1979/80〜2015/16年の12〜2月

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下向き偏差

バレンツ海付近地表面熱フラックスと循環場(11月)
70‑85N、45‑90E平均地表面熱フラックス

Z30（11月）

11月

上向き偏差

・バレンツ海付近の熱フラックスは、11⽉〜12月
は上向き（海→大気）偏差が持続。
・11月はバレンツ海付近でリッジとなり、上方への波束伝播がみられる。
・対応して、成層圏の極渦は弱い状態となった。

60‑85N平均 ⾼度の経度‑鉛直断面(11月)

矢印: PlumbのWAF、陰影: ⾼度eddy成分

Z500（11月）

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EPフラックス（2016年11月）

60‑90N平均の100hPa E‑Pフラックス鉛直成分
灰色バー(⿊点線):全波数成分(平年値)
赤⻘緑: 波数123成分

・11⽉後半に、⾼緯度域でE‑Pフラックスが上向きの偏差となり、東⻄波数1の寄与が大きい。

E‑Pフラックス波数1成分偏差（11月後半）→
矢印：EPフラックス
陰影：フラックス収束発散
実線：風速偏差402016年11月の海面気圧、850hPa気温・バレンツ・カラ海付近のブロッキング高気圧に対応して、極域の東半球側で高気圧が強かった。⻄半球側では低気圧偏差となった。
・このため、北極海では暖気移流場で顕著な⾼温、ユーラシア⼤陸〜北⻄太平洋の中緯度帯では極域の寒気放出に伴い広く低温偏差だった。

SLP

T850+3σ