研究紹介RESARCH
2022年度地物特別研究
資料はこちら研究分野
・古気候学
・古環境シミュレーション
・気候力学
・気候変動論
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研究内容
地球の表層環境変動が地球史上過去から現在の様々な時間スケールで変遷を遂げていることがわかってきています。私たちの研究室ではこのような過去から現在の地球の表層環境変動のメカニズムを、シミュレーションなどの数値モデリングや数値実験手法を用いて明らかにすることを目標にしています。このような数値実験を通じて気候モデルによる将来の気候変化予測の信頼性を高めることも目指しています。またさらに地球環境の安定性や多重性を調べたり、地球と生命の共進化の研究に寄与することに関心があります。現在は、地球温暖化の数値実験と過去の氷河期や温暖期などの気候や環境のシミュレーションを、大気・海氷・海洋大循環モデルや氷床力学モデルや植生モデル等を結合した気候システムモデルを用いて行っています。必要となったら結合モデルにコンポーネントを加えたり、簡素化したりしながら、それらのモデルを開発することも重要な研究活動です。とくに氷床モデルについては南極やグリーンランド氷床の再現を通じて独自開発を進めてきました。
具体的なテーマは以下の通りです。
- 気候、海水準、二酸化炭素などが、氷期-間氷期サイクルとして約十万年で周期的に変動することが知られていますが、これを数値モデルにより再現してメカニズムを解明していこうとしています。
- とくに２万年前の最終氷期と現在や約９〜６千年前の温暖期のコントラストについて大気海洋大循環モデルを用いて詳細に気温や降水量や大気海洋循環変化を解析したり観測データと比較し、モデルを検証しています。将来の温暖化予測の実験とあわせて比較解析しています。
- 氷期のあいだや氷期から間氷期の移行期に気候が急激に変動したことが知られていますが、このような急激な気候変化は大気、海洋、氷床間のプロセスに関連した非線形現象による可能性が高まっています。将来予測についても映画「デイアフタートゥマロー」が反響を起こしていますが、将来と過去の気候変化の共通点、相違点を、数値実験に明らかにしていくことが重要です。また気候の安定性や多重性を数値モデルを用いて明らかにすることを通じて、将来の気候変化について「後戻りのできない」現象の定量的把握をすすめようとしています。
【研究論文】
Dome Fuji Ice Core Project Members: Kawamura K, Abe-Ouchi A, Motoyama H, and 61 others (2017) State dependence of climatic instability over the past 720,000 years from Antarctic ice cores and climate modeling. Science Advances Vol.3, no.2 Link 本研究成果のプレスリリースはこちら - 白亜紀のように現在よりずっと温暖な気候やスノーボールアースのような気候をモデルの中で再現しそのような気候変化条件や気候の安定性を解析することも行っていきます。大陸配置や山岳などの境界条件に対する気候の応答についても数値実験を通じて調べていきます。
以上のような研究を、地球表層圏変動研究センター、気候システム研究センターや地球惑星システム講座の様々な分野の研究者と協力しながら行っています。地球史に興味がありながらシミュレーションや数値実験といった地球科学の新たな研究手法を開拓したい人はぜひ相談にいらしてください。