Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
38) Hirota, N., Y. N. Takayabu, M. Watanabe, and M. Kimoto: Precipitation reproducibility over tropical oceans and its relationship to the double ITCZ problem in CMIP3 and MIROC5 climate models. Third International Workshop on Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment jointly with 4th International Workshop on KAKUSHIN Program, Tsukuba, Japan, 2011.

39) Miyakawa, T., Y. N. Takayabu, T. Nasuno, H. Miura, M. Satoh, and M. W. Moncrieff: Convective momentum transport associated with rain bands within a Madden-Julian Oscillation in a global cloud-system resolving model. Third International Workshop on Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment jointly with 4th International Workshop on KAKUSHIN Program, Tsukuba, Japan, 2011.

40) Miyakawa, T. and Y. N. Takayabu: A Study on the Effects of Convective Momentum Transport Associated with Rain Bands within the Madden-Julian Oscillation. Western Pacific Geophysical Meeting 2010, Taipei, Taiwan, 2010.

41) Takayabu, Y. N.: Evaluation of CMIP3 multi-model performances for various phenomena. AAMP Monsoon Diagnostics Task Team Meeting, Tsukuba, Japan, 2011.

42）横井覚，高毅縁，村上裕之：「発生地別台風統計法」を用いた台風存在頻度の将来変化予測の要因解析．日本気象学会春季大会，東京，2011.

43）廣田渚郎・高薮縁：熱帯海上における降水特性による降水・循環の将来変化パターンのマルチモデル間の違い．日本気象学会春季大会，東京，2011.

44) Yokoi, S. and Y. N. Takayabu: Attribution of Decadal Variability in Tropical Cyclone Occurrence Frequency. International Union of Geodesy and Geophysics, 2011.

45) Takayabu, Y. N.: Effects of the large scale circulation on tropical cumulus convection. The 2011 Gordon Research Conference on Radiation and Climate, Waterville, U.S.A., 2011.

46) Takayabu, Y. N. and Nagio Hirota: Multi climate model intercomparison of precipitation reproducibility over tropical oceans and its relationship to the double ITCZ problem. Asia Oceania Geosciences Society, Taipei, Taiwan, 2011.

47) Hirota, N. and Y. N. Takayabu: Inter-model differences of precipitation change in CMIP3 and MIROC5 climate models. Asia Oceania Geosciences Society, Taipei, Taiwan, 2011.

48）横井覚，高畿縁，村上裕之：「発生地別台風統計法」を利用した台風存在頻度変化の要因別分解．日本気象学会秋季大会，名古屋，2011.

49）廣田渚郎・高薮縁：降水分布・循環場およびその将来変化の積雲エントレインメント率に対する感度．日本気象学会秋季大会，名古屋，2011.

50) Takayabu, Y. N.: How can we detect extreme rainfalls from satellite data? AMS annual meeting, Maui, HI, U.S.A., 2012.

51) Miyakawa, T. Y. N. Takayabu, M. W. Moncrieff, T. Nasuno, H. Miura, and M. Satoh: Diagnosis of convective momentum transport by rainbands within a Madden-Julian Oscillation in a global nonhydrostatic model NICAM. Workshop on Tropical Dynamics & the MJO, Maui, HI, U.S.A., 2012.

52) Miyakawa, T. Y. N. Takayabu, S. Yokoi, N. Hirota, S. Hirahara, and T. Inoue: Selective
compilation of performance metrics for CMIP3 GCMs: Methodology and its application to the Eastern Asia. 4th Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, Maui, HI, U.S.A., 2012.

53) Takayabu, Y.N.: Summary of CMIP3 Studies in the S-5 Project and a Perspective for CMIP5 Studies. 4th Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, Maui, HI, U.S.A., 2012.

54) Yokoi, S: Attribution of multi-model based future projection of tropical cyclone passage frequency over the Western North Pacific. 4th Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, Maui, Hawaii, 2012.

55) Hirota, N.: Roles of Convective Entrainment In Spatial and Time Contrast of Precipitation. 4th Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, Maui, HI, U.S.A., 2012.

56) Hirota, N.: Reproducibility of precipitation distribution over the tropical oceans in CMIP5 multi climate models and a comparison to CMIP3 results. 4th Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, Maui, HI, U.S.A., 2012.

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

1）2008年度日本気象学会春季大会専門分科会（2008年5月18日，横浜開港記念館，参加約200名）

2）2008年度日本気象学会秋季大会研究会（2008年11月18日，仙台市国際会議場，参加約60名）

3) International Workshop on Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment jointly with 2nd International Workshop on KAKUSHIN Program (2009年2月18–20日，横浜ベイシェラトンホテル，参加者89名，海外機関から15名）

4）2009年度日本気象学会秋季大会スペシャルセッション（2009年11月27日，福岡市アクロス 福岡，参加約200名）

5) Second International Workshop on Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment jointly with 3rd International Workshop on KAKUSHIN Program (2010年2月25-27日，つくば国際会議場，参加者105名）

6）日本気象学会2010年度秋季大会スペシャルセッション「マルチ気候モデルデータ解析による地球温暖化現象の理解」（2010年10月29日，京都，京都，参加者約200名）

7) Third International Workshop on Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment, jointly with 4th International Workshop on KAKUSHIN Program (2011年3月9日-11日，つくば国際会議場，参加者130名)

8) International Workshop on Climate Change Projection and High Performance Computing : $ 4^{th} $ Global Change Projection: Modeling, Intercomparison, and Impact Assessment Climate 2012-（2012年3月12-15日，ウェスティンホテルマウイ，参加者54名）
## （５）マスコミ等への公表・報道等

1）高薮縁：温暖化の影響を検証（東京発元気甲州人）山梨日日新聞，2007年7月1日.

2）高薮縁：報道ステーション，テレビ朝日，2007年9月18日.

3）高薮縁：爆笑問題ニッポンの教養，NHK，2007年11月20日.

4）高薮縁：NHK教育番組サイエンスZERO「進化する台風予報」2008年10月26，30，31日

5）高薮縁，横井覚：「今年の台風、過去最少？」朝日新聞夕刊10面，2010年11月9日，朝日新聞社.

6）高薮縁，横井覚：「地球温暖化：台風発生海域が東に移動か大型化の可能性も」毎日新聞夕刊10面，2011年1月19日，毎日新聞社.

7）高薮縁：「梅雨長引き『雨期』に 温暖化 100 年後 台風は上陸減 東大など予測」産経新聞，2011 年 10 月 14 日，全国版，産経新聞社.

8）田中裕二・太田光・高薮縁：爆笑問題の日本の教養「人類の明日は晴れか雨か？」気象学，2008年4月23日発行，講談社．139頁.

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) Bengtsson, L., K. I. Hodges, M. Esch, N. Keenlyside, L. Kornblueh, J.-J. Luo, and T. Yamagata, (2007): How may tropical cyclones change in a warmer climate? Tellus, 59A, 539–561.

2) Gleckler, P. J., K. E. Taylor, and C. Doutriaux (2008): Performance metrics for climate models. J. Geophys. Res., 113, D06104. doi:10.1029/2007JD008972.

3) Gray, W. M. (1975): Tropical Cyclone Genesis, Dept. of Atmospheric Science Paper, 234, Colorado State University, Fort Collins, CO, 121.

4) Emanuel, K. A. and D. S. Nolan (2004): Tropical cyclone activity and global climate. Preprints of 26th Conf. on Hurricanes and Tropical Meteorology, Miami, FL, Amer. Meteor. Soc., 240–241.

5) Hirota, N. and Y. N. Takayabu, M. Watanabe, and M. Kimoto (2011): Precipitation reproducibility over tropical oceans and its relationship to the double ITCZ problem in CMIP3 and MIROC5 climate models. J. Climate, 24, 4859-4873.

6) Hirota, N. and Y. N. Takayabu: Inter-model differences of future precipitation changes in CMIP3 and MIROC5 climate models. J. Meteor. Soc. Japan, 90A, 307-316.

7) Reichler, T. and J. Kim (2008): How well do coupled models simulate today's climate? Bull. Amer. Meteor. Soc., 303-311.

8) Sugi, M., A. Noda, and N. Sato (2002): Influence of the global warming on tropical cyclone climatology: An experiment with the JMA global model. J. Meteor. Soc. Japan, 80, 249–272.

9) Takayabu, Y. N., S. Shige, W.-K. Tao, and N. Hirota (2010): Shallow and deep latent heating modes over tropical oceans observed with TRMM PR Spectral Latent Heating data,
J. Climate, 23, 2030–2046.

10) Taylor, K. E. (2001): Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram. J. Geophys. Res., 106, 7183–7192.

11) Yokoi, S. and Y. N. Takayabu (2009): Multi-model projection of global warming impact on tropical cyclone genesis frequency over the western North Pacific. J. Meteor. Soc. Japan, 87, 525-538. doi:10.2151/jmsj.87.525.

12) Wilks, D. S. (2006): Cluster Analysis, Chap. 14 of Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, Academic Press, 549–562.
S-5 地球温暖化に係る政策支援と普及啓発のための気候変動シナリオに関する総合的研究

2. マルチ気候モデルにおける諸現象の再現性比較とその将来変化に関する研究

(2) 中緯度・亜熱帯循環系の季節・経年変動の再現性とその将来変化に関する研究

東京大学先端科学技術研究センター

中村 尚

<研究協力者>

東京大学先端科学技術研究センター

西井和晃・宮坂貴文

小坂 優（平成19～21年度）

Alexandre LAINE（平成23年度）

平成19～23年度累計予算額：50,478千円

（うち、平成23年度予算額：10,122千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨] 夏季の小笠原高気圧を変動させる循環偏差「PJパターン」が、亜熱帯ジェット気流から効率的にエネルギーを得、かつ台風活動も変化させて自身を効率的に維持できる「湿潤力学モード」であることを提唱した。この特性を反映し、同パターンのモデル再現性が夏季平均場の再現性とともに向上し、その再現性を左右するモデルバイアスや夏季平均場の将来変化にも同パターンが大きなモデル間ばらつきを生むことを見出した。但し、アンサンブル平均としてはPJの負位相に相当し高気圧の北への張出しが抑制される変化傾向であり、これはフィリピン付近の降水増加が他の熱帯域より抑制される傾向と整合的なことが分かった。小笠原高気圧を変動させる別の循環偏差「シルクロードパターン」も、亜熱帯ジェット気流から効率的にエネルギー変換できる力学モードであることを提唱し、そのモデル再現性が亜熱帯ジェット気流の再現性に強く依存することを見出した。さらに、亜熱帯ジェット気流による対流圈中層の暖気移流対流が降水帯の組織化を促す傾向を反映し、ジェット気流の変動に伴い梅雨の降水分布が変動することを示した。一方、真冬に移動性高低気圧活動が却って低下するという北西太平洋域の特有の季節変化を再現できる気候モデルの予測から、将来は「春一番」の発現が現在より早まる確率が高いことを見出した。また、暖流と寒流が合流する中緯度海洋前線帯を挟んでの海洋からの熱供給差が、海上気温の南北勾配を効率的に維持することで、移動性高低気圧が頻繁に発達する「ストームトラック」が形成されると言う「海洋傾圧調節」過程を提唱し、これがストームトラックや中緯度偏西風の形成・変動（環状モード）の再現に不可欠なことを見出した。なお、世界の5大洋いずれにおいても、海洋前線帯を伴う暖流域で過去100年間の海面水温の上昇幅が全海洋平均の2～3倍も高かったことを見出した。これは温暖化に伴う放射を介した直接的な昇温だけでなく、大気循環の変化が海洋亜熱帯循環系の強化や中緯度への拡大を通じて暖流域で温暖化を顕著化していることを示す重要な発見である。

[キーワード] 小笠原高気圧、PJパターン、ストームトラック、春一番、暖流
### 1. はじめに

我が国の寒候期の天候は、日々の天気変化をもたらす移動性高低気圧、及び冬季モンスーンシステムを形成するシベリア高気圧とアリューシャン低気圧という持続的な大規模循環系の影響下にある。一方、夏季の天候は、亜熱帯の小笠原高気圧と北方のオホーツク海高気圧の勢力関係に依存し、それらの間に形成される梅雨前線の動向にも左右される。ただし、南北気温傾度が弱まるため、移動性高低気圧の活動は冬季よりはかなり弱まる。

本推進費による研究活動の重要な目的の1つは、進行する温暖化が今世紀後半の我が国の四季の天候にもたらし得る変化に関する具体的な情報を、「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)」第4次報告書（AR4）に記載された24の気候モデルによる予測結果から引き出すことにある。そのためは、上記のような各季節を特徴づける平均的な大気循環がどう変化し、各季節に卓越する循環変動パターンがどのような変調を受けるかを実験結果から予測する必要がある。その前提として、それらの現象の現在気候における再現性が気候モデルでいかに異なるかを調査する必要がある。そこで、IPCC-AR4に記載された第3次気候モデル比較実験（CMIP3）出力データを用いて、20世紀再現実験及び21世紀期気候予測実験についての解析を実施するためには、それらの現象のメカニズムについてより深い理解とそれに基づく評価指標の的確な定義が必要となる。そのため、観測データの解析や理想化された大気モデル実験を実施した。

### 2. 研究開発目的

本サブテーマの目的は、我が国の四季の天候状況に影響を与える中緯度・亜熱帯の大気循環系の季節・経年変動について、気候モデルにおける現在気候再現実験からその再現性を検証し、それに基づき将来変化予測結果に対する各モデルの信頼性を評価し、その物理的・力学的解釈を与えることである。その目的のために、現在気候の再現実験結果と現実データとの比較解析に基づき、中緯度・亜熱帯循環系の季節・経年変動の時空間構造を抽出し得るメトリックを求める。そして、メトリックという視点を通じ、エルニーニョ・南方振動（ENSO）など他の変動現象との相互関係についても解析検討し、極東域の循環変化の要因分析に繋げる。

### 3. 研究開発方法

CMIP3に関わる20世紀再現実験及び21世紀期気候予測実験データを、米国の気候モデル診断・相互比較プログラム(PCMDI)から東京大学のデータ統合・解析システム(DIAS)に移して解析した。再現性検証に用いる全球大気再解析データとしては、気象庁(JRA-25)及び欧州中期予報センター(ERA-40)によるものを用いた。一方、大気循環に与える中緯度海洋の影響評価には、地球シミュレータの大気大循環モデル(AFES)の下方境界を全球海面とし東西一様な海面水温分布を与える「水惑星」実験を用いた。さらに、海洋前線帯近傍の水温長期変化の評価には8つの水温・海上気温データセットを利用した。

夏季（6～8月）のPJ（Pacific-Japan）パターンについては、それを特徴づける対流圈下層の渦度偏差の南北双極子を捉えるため、北西太平洋上に850-hPa渦度の月平均循環偏差場からシグナルを経験直交関数（EOF）展開により抽出し、再現性評価のための指標（メトリック）とした。「シルクロードパターン」のメトリックの定義には、アジアジェットに沿った対流圈上層200hPa南北
風の夏季月平均偏差にEOF展開を用いた。現在気候における平均場と月平均偏差は1980～99年の20年間、温暖化シグナルは温室効果ガス排出のA1Bシナリオに基づく将来予測から2080～99年の20年間の夏季平均に基づき算出した。

一方、移動性高低気圧に伴う数日周期の循環変動成分は、モデル出力・現実データともに、日毎のデータ時系列に切離周期8日の高周波フィルターを施こすことで抽出した。各地点におけるストームトラック活動のメトリックとしては、移動性高気圧の傾圧的発達の指標ともなる対流圈下層850hPa面での移動性高低気圧による極向き熱輸送量を採用した。上空では擾乱による熱輸送は本質的でなくなるので、代わりの指標として高周波フィルターされた南北風の分散を用いた。

## 4 ．結果及び考察

## （１）夏季の循環変動

夏季の小笠原高気圧の変動に関わる循環偏差「PJパターン」が、夏季アジアモンスーンに伴い形成される亜熱帯ジェット気流や貿易風から効率的に有効位置エネルギーや運動エネルギーを変換し、台風活動を変化させて自身を効率的に維持できる「湿潤力学モード」であることを提唱した(成果論文1・11・12)。それに基づき同パターンの再現性のメトリックを提案し、現在気候再現実験における再現性が気候平均場の再現性に強く依存することを見出した。24の気候モデルの20世紀再現実験のデータをこのメトリックで評価したところ、同パターン再現性が気候平均場の再現性とともに向上する傾向を確認し、気候平均場のバイアスにも、PJパターンの極性に依り真夏でも梅雨のような状態が持続するグループと、6月に真夏のような状況になる2つのモデルグループが生ずることが分かった(成果論文15)。また、温暖化に伴う夏季平均場の変化にも同パターンの明瞭なシグナルが見られ、その極性は赤道太平洋の海面水温の上昇の大きさと密接に関連する傾向も見出された。即ち、モデルアンサンブル平均の予測では、中東部赤道太平洋で特に水温上昇が著しく、下層循環場ではPJの負位相に対応して小笠原高気圧の北への張出しが抑制されるという変化傾向であり、この両者の関係は現実気候に於けるENSOの位相と夏季平均偏差場におけるPJパターンの極性との関係性と整合的であった(成果論文15)。但し、負のPJパターンとの整合性には、フィリピン付近の降水増加が他の熱帯・亜熱帯よりも抑制される中、潜熱放出増加による成層度の顕著な増加により大気循環の駆動に関わる上昇運動が逆に現在よりも抑制される傾向を考慮する必要がある。なお、再現性のばらつきの大きさを反映して、各モデルの将来予測にも大きなばらつきが見られた(成果論文15)。モデルアンサンブルに見られた変化は、PJパターンの力学モード性を反映して大きくばらつく予測の重ね合わせであることに留意すべきである。

小笠原高気圧の変動に関わるもう1つの循環偏差「シルクロードパターン」も、傾圧的な（南北気温差を伴う）アジアジェットから効率的に有効位置エネルギーを変換できる力学モードであることを提唱し、それに基づきジェット気流の再現性と同パターンの再現性のメトリックを提案し、現代気候再現実験における再現性を評価した(成果論文3)。さらに、夏季アジアジェットを含む気候平均場を基本場とする線型バランス方程式系(水平解像度約300km，鉛直20層)の特異値分解解析を行ない、シルクロードパターンに酷似した擾乱が北半球で最も減衰し難い力学モードであることを確認した。この循環偏差は「アジアジェット」に沿って伝播する停滞性ロスビー波束と従来解釈されてきたが(Enomoto et al. 2003) $ ^{1} $ 、アジアジェットの有効位置エネルギーを効率的に変換することで自身を支え、かつ運動エネルギー変換がアジアジェットの僅かな東西非一様
性に敏感なため、最もエネルギー損失が少ない地理的位相が選択され易いと解釈できることが分かった。この位相は小笠原高気圧の勢力に強く影響するものである。

観測された気候平均場に見られる亜熱帯ジェット気流による対流圈中層の暖気移流と梅雨前線に伴う降水帯との良い対応関係 $ ^{2)} $ が、経年変動にも存在することを見出した(成果論文17)。これは、対流圈中層の暖気移流が降水帯の組織化を促すと共に、ジェット気流の変動に伴い、梅雨の降水分布も変動することを示す結果である。こうした知見を踏まえ、CMIP3の各モデルにみられる梅雨降水分布のバイアスを評価したところ、そのばらつきが北西太平洋の海面水温の不確実性だけではなく、ジェット気流による暖気移流のバイアスにもかなり依存することが見出された。

## （２）移動性高低気圧活動と大気大循環系の形成・変動における中緯度海洋の役割

## 1 ）寒候期の移動性高低気圧活動と「春一番」

寒候期天候を左右する移動性高低気圧を伴う傾圧性波動擾乱の発達率は偏西風に伴う南北気温差に比例するという普遍理論があるものの、極東・北西太平洋域においては南北気温差が最大となる真冬に擾乱活動が却って弱まるという特有の季節変化を示すことが我々の研究で見出されている(Nakamura et al. 2002) $ ^{3)} $ 。擾乱活動のメトリックを日平均データが利用可能な19のCMIP3気候モデルに適用し、このうち8個で上記の季節変化が再現されることを確認した(成果論文4)。そして、これらモデルの統一的傾向として、21世紀末には冬季モンスーンの弱化に伴い亜寒帯ジェットの南下も弱まる結果、日本付近における真冬の擾乱活動が現在よりも活発化することが分った(成果論文4)。

こうした擾乱活動の変化を実感できる現象として「春一番」があるが、地域的に定義される現象故にCMIP3クラスの気候モデルで捉えることが難しい。そこで、「春一番」が早春における移動性擾乱の再活発化の現れであることに鑑み、過去40年に東京で「春一番」が最も早かった10年と最も遅かった10年とについて、真冬の擾乱による極向き熱輸送をERA-40再解析データから別個に評価し、前者の方が後者より真冬の擾乱活動が強い傾向が明瞭に確認された。この観測された傾向と気候モデルによる21世紀末の擾乱活動の変化予測から、温暖化に伴い「春一番」の観測は現在より早まるだろうと推察した(成果論文4)。

## 2 ）中緯度海洋前線帯における大気海洋相互作用が大気循環系・気候系に及ぼす役割

地球シミュレータを用いた様々な数値実験から、移動性高低気圧に伴う暖気流・寒気流が海洋前線帯を横切る際に、暖水側・寒水側で夫々生ずる大量の顕熱放出と大気冷却とが、暖気流・寒気流により地表気温の南北差が緩和されようとする働きに抗して気温差を効率的に回復させることで、高低気圧が繰り返し発達できてストームトラックの形成が可能となる「海洋傾圧調節過程」を提唱した(成果論文2・5・6・7・14)。大気大循環モデルに現実的な海面水温勾配を中緯度に与えた理想化実験では、この「海洋傾圧調節過程」を通じて地表傾圧帯が維持され、それに沿ってストームトラックと西風ジェット気流が形成された。このジェット気流は、移動性擾乱が西風角運動量を亜熱帯から中緯度へと輸送することで駆動される極前線ジェットである。冬半球では、強いハドレー循環により維持される亜熱帯ジェットとともに、南半球で観測されるようなダブルジェット構造が再現された(成果論文2・5・6・7・14)。一方、水温勾配を緩和させた実験では、ストームトラックが低緯度側へ変位し擾乱活動が著しく弱化する結果、極前線ジェットが弱化した（成果論文2・7）。夏半球ではジェットが南下して亜寒帯域の西風が弱化する一方、冬半球では
亜熱帯ジェットのみ卓越するという非現実的なシングルジェット状態となる。また、中緯度海洋前線帯の存在が、ストームトラックや中緯度偏西風の形成・変動（環状モード）の現実的な再現に不可欠なことを見出した(成果論文2・23)。さらに、系統的なモデル実験から、ストームトラックや中緯度偏西風の緯度は、偏西風と移動性高低気圧波の相互作用という大気の内部力学と海洋前線帯に伴う「海洋傾圧調節」の効果との兼ね合いで決まり、後者は下層ほど、また海洋前線が中緯度・亜熱帯（緯度30°～45°）にある場合ほど強く、下層のストームトラックと海上偏西風帯が前線帯近傍に形成される傾向が顕著なことを見出した(成果論文22)。

なお、世界の5大洋いずれにおいても、海洋前線帯を伴う暖流域で過去100年間の海面水温の上昇幅が全海洋平均の2～3倍も高かったことを見出した(成果論文21)。これは温暖化に伴う放射を介した直接的な昇温だけでなく、大気循環の変化が海洋亜熱帯循環系の強化や中緯度への拡大を通じて暖流域で温暖化を顕著化していることを示す重要な発見である。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

本研究により、極東・北西太平洋域における夏季大気循環の卓越自然変動であるPJパターンがその湿潤力学モード性の反映として、夏季平均大気循環場の気候モデル再現性に大きな不確定性をもたらすことを見出した。また、その将来予測にもPJパターンが明確に寄与すると同時に、その予測にはモデル毎の不確実性が不可避であることを認識させた。さらに、シルクロードパターンにも力学モード性を同定したことは、小笠原高気圧が元来変動しやすい特性を有し、これが我が国の夏季天候の将来予測に不可避な不確実性の根拠を与える重要な成果である。なお、シルクロードパターンの力学モード性の発見は、夏季アジアジェットが従来考えられたような波状擾乱に対する純粋な導波管ではなく、力学モードとしての擾乱を維持させる機能があることを初めて明らかにした画期的成果である。

一方、上空の西風ジェット気流が最も強まる真冬に移動性高低気圧の活動が却って弱まると言う、気象力学の指導原理に一見反するような極東・北西太平洋域に特徴的な季節変化も、複数のモデルできちんと再現されることが確認できたことは、日本の冬季気候の将来予測にとって心強い成果である。これに基づく「春一番」の早期化予測は、低気圧という総観規模現象のモデル予測から地域的現象の予測情報を引き出す1つの典型的応用例である。また、海洋循環による維持される海洋前線帯の存在が、「海洋傾圧調節過程」を通じて対流圏大循環に本質的な影響を与えることを確認し、ストームトラックや中緯度偏西風の変動（環状モード）の再現に不可欠なことも見出した。さらに、前線帯近傍の暖流域で水温上昇が特に顕著な傾向の発見は、中緯度海洋前線帯における大気海洋相互作用が中緯度気候の長期変動に果たす役割が将来益々重要となる可能性を示唆する重要な成果である。

## （２）環境政策への貢献

本サブテーマ課題の成果論文の幾つかは、IPCC第5次報告書の数名の主著者に既にわたっており、同報告書に反映される可能性が高い。これには、メトリックの定義法に関する本質な問いかけも含まれる(成果論文16・20)。今後、本研究課題主催のシンポジウムでの講演や、中・高校
生向けのパンフレットの制作、成果論文のプレス発表、並びに本研究課題（1）に関わる広報活動を通じ、成果の一層の広報・普及に努める。

## 6 ．国際共同研究等の状況

本サブテーマ課題の推進に当たっては、米国気候変動研究計画（US-CLIVAR）の西岸境界流ワーキンググループ（WBC-WG）と連携した。WGには中村が正式メンバーとして参加し、WGのメンバーとともに中緯度海洋前線帯固有の大気海洋相互作用、とくにストートラックの形成や長期気候変動との関連についてレビュー論文(成果論文10)を米国気象学会専門誌に発表した。関連して、米国海洋大気庁(NOAA)と海洋研究開発機構が共同で実施する黒潮続流域の集中観測国際研究（KIP）とも連携を保つとともに、中国海洋大学の研究者とも海洋前線帯域の水温の長期変化に関する共同研究を推進し、その成果論文(21)がNature Climate Changeに掲載され、一部マスコミでも採り上げられた。一方、長周期の大気循環偏差と成層圈変動との関連についてはノルウェー大気研究所との共同研究を進めており、成果論文(9・18)が米国専門誌に掲載されている。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Kosaka, Y. and H. Nakamura (2008): A comparative study of the Pacific-Japan (PJ) teleconnection pattern based on reanalysis datasets SOLA, 4, 1, 9-12.

2) Nakamura, H. T. Sampe, A. Goto, W. Ohfuchi, and S.-P. Xie (2008): On the importance of midlatitude oceanic frontal zones for the mean state and dominant variability in the tropospheric circulation. Geophys. Res. Lett., 35, 15, L15709. doi:10.1029/2008GL034010.

3) Kosaka, Y. H. Nakamura, M. Watanabe, and M. Kimoto (2009): Analysis on the dynamics of a wave-like teleconnection pattern along the summertime Asian Jet based on a reanalysis dataset and climate model simulations. J. Meteor. Soc. Japan, 87, 3, 561-580.

4) Nishii, K. T. Miyasaka, Y. Kosaka, and H. Nakamura (2009): Reproducibility and future projection of the midwinter storm-track activity over the far east in the CMIP3 climate models in relation to the occurrence of the first spring storm (Haru-Ichiban) over Japan.

J. Meteor. Soc. Japan, 87, 3, 581-588.

5) Nonaka, M. H. Nakamura, B. Taguchi, N. Komori, A. Kuwano-Yoshida, and K. Takaya (2009): air-sea heat exchanges characteristic to a prominent midlatitude oceanic front in the South Indian ocean simulated in a high-resolution coupled GCM. J. Climate, 22, 24, 6515-6535.

6) Taguchi, B. H. Nakamura, M. Nonaka, and S.-P. Xie (2009): Influences of the Kuroshio/Oyashio Extensions on air-sea heat exchanges and storm track activity as revealed in regional atmospheric model simulations for the 2003/4 Cold Season. J.
Climate, 22, 24, 6536–6550.

7) Sampe, T. H. Nakamura, A. Goto, and W. Ohfuchi (2010): Significance of a midlatitude oceanic frontal zone in the formation of a storm track and an eddy-driven westerly jet. J. Climate, 23, 7, 1793–1814.

8) Miyasaka, T. and H. Nakamura (2010): Structure and mechanisms of the southern hemisphere summertime subtropical anticyclones. J. Climate, 23, 8, 2115–2130.

9) Nishii, K. H. Nakamura and Y. J. Orsolini (2010): Cooling of the wintertime Arctic stratosphere induced by the Western Pacific teleconnection pattern. Geophys. Res. Lett., 37, 13, L13805. doi:10.1029/2010GL043551.

10) Kwon, Y-O. M. A. Alexander, N. A. Bond, C. Frankignoul, H. Nakamura, B. Qiu, and L. A. Thompson (2010): Role of Gulf Stream and Kuroshio-Oyashio systems in large-scale atmosphere-ocean interaction: A review. J. Climate, 23, 12, 3249-3281.

11) Kosaka, Y. and H. Nakamura (2010a): Mechanisms of meridional teleconnection observed between a summer monsoon system and a subtropical anticyclone. Part I: The Pacific-Japan Pattern. J. Climate, 23, 19, 5085-5108.

12) Kosaka, Y. and H. Nakamura (2010b): Mechanisms of meridional teleconnection observed between a summer monsoon system and a subtropical anticyclone. Part II: A Global Survey. J. Climate, 23, 19, 5109–5125.

13) Nakamura, H. T., Miyasaka, Y., Kosaka, K., Takaya, and M. Honda (2010): Northern hemisphere extratropical tropospheric planetary waves and their low-frequency variability: Their vertical structure and interaction with transient eddies and surface thermal contrasts. Climate Dynamics: Why Does Climate Vary? D. Sun, F. Bryan, Eds., Geophys. Monogr., 189, AGU, 149–179.

14) Hotta, D. and H. Nakamura (2011): On the significance of sensible heat supply from the ocean in the maintenance of mean baroclinicity along storm tracks. J. Climate, 24, 13, 3377–3401.

15) Kosaka, Y. and H. Nakamura (2011): Dominant mode of climate variability, inter-model diversity and projected future changes over the summertime Western North Pacific simulated in the CMIP3 models. J. Climate, 24, 15, 3935-3955.

16) Yokoi, S. Y. N. Takayabu, K. Nishii, H. Nakamura, H. Endo, H. Ichikawa, T. Inoue, M. Kimoto, Y. Kosaka, T. Miyasaka, K. Oshima, N. Sato, Y. Tsushima, and M. Watanabe (2011): Application of cluster analysis to climate model performance metrics. J. Appl. Meteor. Climatol., 50, 8, 1666–1675.

17) Kosaka, Y., S-P. Xie, and H. Nakamura (2011): Dynamics of interannual variability in summer precipitation over East Asia. J. Climate, 24, 20, 5435-5453.

18) Nishii, K. H. Nakamura, and Y. J. Orsolini (2011): Geographical dependence observed in blocking high influence on the stratospheric variability through enhancement or suppression of upward planetary-wave propagation. J. Climate, 24, 24, 6408-6423.

19) Taguchi, B. H. Nakamura, M. Nonaka, N. Komori, A. Kuwano-Yoshida, K. Takaya, and A.
Goto (2012): Seasonal evolution of atmospheric response to decadal SST anomalies in the North Pacific subarctic frontal zone: Observations and a coupled model simulation. J. Climate, 25, 1, 111-139.

20) Nishii, T. Miyasaka, H. Nakamura, Y. Kosaka, S. Yokoi, Y. N. Takayabu, H. Endo, H. Ichikawa, T. Inoue, K. Oshima, N. Sato, and Y. Tsushima (2012): Relationship of the reproducibility of multiple variables among global climate models. J. Meteor. Soc. Japan, 90A, 87-100.

21) Wu, L. W. Cai, L. Zhang, H. Nakamura, A. Timmermann, T. Joyce, M. J. McPhaden, M. A. Alexander, B. Qiu, M. Visbeck, P. Chang, and B. Giese (2012): Enhanced warming over the global subtropical western boundary currents. Nature Climate Change, 2, 3, 161-166. doi:10.1038/nclimate1353.

22) Ogawa, F. H. Nakamura, K. Nishii, T. Miyasaka, and A. Kuwano-Yoshida (2012): Dependence of the climatological axial latitudes of the tropospheric westerlies storm tracks on the latitude of an extratropical oceanic front. Geophys. Res. Lett., 39, 5, L05804. doi:10.1029/2011GL0499222012.

23) Sampe, T. H. Nakamura, and A. Goto (2012): Potential influence of a midlatitude oceanic frontal zone on the annular variability in the extratropical atmosphere as revealed by aqua-planet experiments. J. Meteor. Soc. Japan, 90C, in press.

## <査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) Kosaka, Y. and H. Nakamura (2010): The Pacific-Japan pattern: A meridional teleconnection over the summertime western North Pacific. CLIVAR Exchanges, 54, 22-25.

## （2） 口頭発表（学会等）

1) Nakamura, H.: Models/projections: Japanese waters. Workshop for Evaluation of Future ESSAS (Ecosystem Study of Sub-Arctic Seas) Climate Scenarios, Hakodate, Japan, 2007.

2) Nakamura, H. and T. Miyasaka: Dynamics and seasonality of the subtropical anticyclones. XXIV General Assembly of IUGG, Perugia, Italy, 2007.

3) Nakamura, H. and Y. Kosaka: Structure and dynamics of a summertime teleconnection pattern associated with anomalous convective activity over the tropical Northwestern Pacific. XXIV General Assembly of IUGG, Perugia, Italy, 2007.

4) Nakamura, H. T. Sampe, A. Goto, D. Hotta, W. Ohfuchi, and S.-P. Xie: Influence of a mid-latitude oceanic frontal zone on the mean state of the tropospheric circulation and its annular variability. 15th Conference on Air-Sea Interaction, Amer. Meteor. Soc., Portland, OR, U.S.A., 2007.

5) Nakamura, H. Y., Kosaka, D., Hotta, K., Nishii, T., Miyasaka, and K. Takaya: Usage of