気候システムセミナー

今後の予定

• Title: Case studies in decadal prediction from the ENSEMBLES decadal re-forecasts
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-14:30 on Apr.4, 2012
• Abstract: The ENSEMBLES multi-model and perturbed-parameter (DePreSys) decadal re-forecasts are used to assess multi-year forecast quality for global-mean surface air temperature (SAT) and North Atlantic multi-decadal oscillation (AMO). Two issues for near-term climate predictions are addressed with these two examples: the impact of the choice of the observational reference period, and of the number of years included in the forecast average. On the one hand, taking into account only years when both observational and model data are available, instead of using the full record, to estimate observed climatologies produces systematically (although not statistically significantly different) higher ensemble-mean correlations and lower root mean square errors in all forecast systems. On the other hand, as the forecast period averaged increases, the correlation for both global-mean SAT and AMO is generally higher. By comparing initialized and uninitialized re-forecasts, the skill assessment suggests that variations of the global-mean SAT are largely controlled by the prescribed variable external forcing, while the initialization improves the skill of the AMO during the first half of the forecast range. The ENSEMBLES decadal re-forecast are also used to assess multi-year prediction skill for the dominant West African monsoon (WAM) rainfall regimes (i.e. the Guinean and Sahelian modes). Results show that while in the observations global warming has an important role, in the forecast systems the Atlantic Ocean is the main player; the Atlantic Ni・o represents the leading forcing for the simulated Guinean precipitation, and sea surface temperature anomalies associated with the simulated Sahelian precipitation project onto the AMO. However, no significant skill has been found to predict these WAM rainfall modes.

• Title:
  (1) 13:30-14:20 菊地一佳(IPRC, University of Hawaii)
  An Introduction to Combined Fourier-Wavelet Transform (CFWT) and its Application to Tropical Convection and Northern Hemisphere Baroclinic Waves
  (2) 14:20-15:40 佐藤友徳(北海道大学大学院地球環境科学研究院)
  １．メガラヤ丘陵の山岳性降水の数値実験、２．北海道を対象領域とするダウンスケール研究
  (3) 15:55-17:25 中西幹郎(防衛大学校)
  LESとMYNNによる大気境界層シミュレーション
  
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-17:30 on Mar.26, 2012
• Abstract:
  (1)熱帯域の対流活動の相当な部分は、赤道域に捕捉され、 主に東西に伝播する熱 帯域特有の大規模な大気擾乱（赤道波）と結びついていることが知られている。 これら「対流と結合した赤道波」の時空 間変動を詳細に調べるために新しい解 析手法を開発した。「フーリエ-ウェーブレット結合変換」は経度方向にフーリ エ変換、 時間方向にウェーブレット変換を組み合わせたものとして定義され る。つまり降水などの時間経度断面から任意の時刻にお ける卓越する時空間規 模を推定することができる。本発表では初期解析の結果を紹介し、北半球傾圧波への 適用の可能性についても議論するつもりである。
  (2)1.バングラデシュの北、インド・メガラヤ州に位置するメ ガラヤ丘陵における多 雨のメカニズムについて調べた。幾つかの先行研究により、この地域の雨季の降 水量変動に約２週間程度の周期の季節内 変動が卓越することが知られている。 本研究では、季節内変動の活発期、不活発期についてそれぞれ解析し、特に活発 期の降水の特徴を調べ た。対象とした2004年6～8月についてメソ気象モデル WRFを用いた数値実験を行った。その結果、活発期にはメガ ラヤの南斜面で降水 の日変化が明瞭であることが分かった。同様の特徴は、衛星データにおいても確 認された。活発期では平均的に下層の南西 風が卓越しているが、日中に比べて 夜間に顕著に強まる傾向があり、明瞭な日変化があることが確認された。 2.現在行っている北海道を対象とした様々なダウンスケール研究について時間の 許す限り紹介する。
  (3) 乱流モデルとは何か。その概要を説明し、LESとMYNNの違いを要約する。 また、LESとMYNNによる数例のシミュレーション結果を紹介する。特にLESの計算 結果を使った解析の醍醐味を伝えたい。

• Title: Longterm Reference Observations at Lindenberg Meteorological Observatory
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:00 on Mar.19, 2012
• Abstract: The observatory was founded in 1905 by Richard Amann, who is known as the discoverer of the stratosphere. Its original task was the systematic measurement and scientific interpretation of vertical profiles of wind, temperature and humidity at a location being representative in a larger-scale surrounding. Using special instruments carried by tethered balloons or kites, more than 25.000 vertical soundings of the troposphere and lower stratosphere have been realized during the first 30 years of the observatory. These measurements formed the basis for a comprehensive scientific description of essential parameters and processes defining the vertical structure of the atmosphere. It furthermore aided in the development of the first warning service for pilots in 1911 in Lindenberg.
  The current objectives and research activities of MOL-RAO refer to:
  * long-term climate monitoring of the atmosphere (including trend analysis);
  * process validation of NWP and climate models;
  * reference site contribution to various WMO programs (e.g., GCOS, GRUAN, BSRN, CEOP);
  * data provision for the validation of satellite sensors and products, and
  * scientific system responsibility for elements of the DWD operational monitoring networks (e.g. radiation, wind profiler).
  

• Title: 渦と渦の相互作用によるブロッキング持続メカニズム
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 14:00-15:30 on Mar. 2, 2012
• Abstract: 　ブロッキングの持続を説明するための新たなeddy-feedbackメカニズムである 選択的吸収メカニズム（SAM）が提案される．このメカニズムは， 渦と渦の 相互作用すなわちブロッキング高気圧と同極性の総観規模高気圧の相互作用 メカニズムであり，それにおいて，ブロッキング高気圧は総観規模高気圧を 能動的・選択的に吸収する．ブロッキング高気圧は，ゆえに低渦位を供給され 散逸に抗して長い時間持続することができる． 　SAMは2つの主な解析によって確証される．一つ目は，流跡線解析を用いた ブロッキングの現実10事例を検証することである．流跡線は，ブロッキング上流 の移動性高・低気圧を起源とする粒子を追跡することによって計算される． 高気圧から出発する粒子はブロッキング高気圧に引き寄せられ吸収されて， 一方で低 気圧からの粒子はブロッキング高気圧から遠ざけられ，もしブロッキング 低気圧が存在すればそれに引き寄せられる． 　第二の解析は数値実験を行う；非線形等価順圧渦位方程式系を用い， ブロッキングの振幅・形状とストームトラック変動（位置や強さ）においていく つかの 異な る設定を与える．これらの実験は，SAMが，これらの設定に依存することなく 有効に働きブロッキングを維持することを示す． 　これらの結果はSAMが一般的なブロッキング持続メカニズムであることを示す． 最後に，時間に応じてSAMのいくつかの応用について言及したい．

• Title:
  (1) The Variation Tendency of Heavy Precipitation Events in Different Grades During Recent 45 Years over Central China, by Zhenghong CHEN
  (2) An Objective Identification Technique for Persistent Regional Meteorological Drought Events, by Xukai Zou
  (3) Variation of Extreme Precipitation over Large River Basins in China, by Xianyan CHEN
  
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:00-15:00 on Feb.22, 2012
• Abstract:
  (1) In the context of global climate change , frequencies and intensities of various extreme climate events are also changing. Central China is located at mid-lower reaches of the Yangtze River , where rainstorm flooding disaster caused by heavy precipitation almost occurs every year . So it is extremely necessary to research variation characteristics of heavy precipitation events in Central China , which has important effects on improving the forecast of heavy precipitation and reducing the loss in this area. The interdecadal spatial temporal change trend , break and periods characteristics of all grade heavy precipitation events are studied using daily raingauge data of 84 weather stations from 1961 to 2005. These data are analyzed in terms of several modern statistical test methods such as percentile , trend coefficient , Monte Carlo statistical test, Mann-Kendall break detector , Morlet wavelet transform etc. The results show that thresholds of heavy precipitation for 10 % , 8 %, 5 % and 2 % percentile is 24. 7 mm , 28. 6 mm , 37. 6 mm and 57. 8 mm by area averaged , respectively. The mean and standard deviation of heavy precipitation and raining days decrease with the percentile , variation coefficients of those increasements ; while the mean , standard deviation and variation coefficient of intensity all rise gradually. As for spatial dist ribution , the heavy precipitation rises from Henan to Hunan and Jiangxi , the raining days rise from north to south. The intensity is lower in western Henan , north western Hubei , some parts of southern Hunan , and higher in the mid-lower reaches of the Yangtze River , from eastern Hubei to northern Jiangxi , and some parts of northwestern Hunan. For a fixed grade , the heavy precipitation shows stronger linear trend than raining days , and linear trend of intensity is the weakest . The total heavy precipitation , raining days and intensity by area average show increasing trends in all grades. The total heavy precipitation in Grade passes the 0.1 level test , and have distinct rising trend. The linear trend coefficients of total heavy precipitation , raining days , and intensity in different weather stations show various characteristics. With the percentiles decreasing , the trend coefficients show a decreasing trend in mid-lower reaches of the Yangtze River from Yichang to its east , while opposite trend appears in southern Hunan and southern Jiangxi. For all grades , the total heavy precipitation breaks congruously in 1993 , and shows a rising trend. The raining days breaks during the end of 1980s and the beginning of 1990s. The intensity begins to strengthen from 1994 , but becomes unobvious after the year of 2000. For all grades , the heavy precipitation , raining days and intensity change regularly at an interdecadal period of 12 - 14 years and a short term period of 6 - 9 years.
  (2) Abstract of Xukai Zou's talk [doc]
  (3) A new available data set of daily observation precipitation is used to study the temporal and spatial variability of extreme precipitation events for 1956-2008 in the ten large river basins of China. The maximum daily rainfall and heavy precipitation days (>50 mm/d) are analyzed for the basins of the Songhua River, Liaohe River, Haihe River, Yellow River, Northwest China Rivers, Huaihe River, Yangtze River, Pearl River, Southeast China Rivers, and Southwest China rivers. The results indicate that the maximum daily rainfall was increasing in southern river basins, while it was decreasing in northern river basins, which leads to no discernible increasing or decreasing trend in the maximum daily rainfall of whole China, especially clearly after 2001. The national-averaged heavy precipitation days shows an insignicant increase. But it implies a rise in heavy precipitation days of southern river basins and a decline of northern river basins.

• Title: 確率微分方程式を用いた低次元系における北半球冬季の長周期変動の力学と予測可能性
  Dynamics and Predictability of Extratropical Wintertime Low-Frequency Variability examined by a Stochastic Differential Equation in a Low-Dimensional System
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 15:00-16:30 on Feb. 21, 2012
• Abstract: ロー・パス・フィルタを施した500hPaジオポテンシャル高度の２つの主成分で 張られた位相空間上の２次元確率微分方程式を使って、北半球冬季の長周期変動の力 学と予測可能性を調べた。乗法的ノイズを含む２次元確率微分方程式におけるドリフ ト・ベクトルと拡散テンソルはそれぞれ理論的に決定論的誤差成長および確率論的誤 差成長と関係づけられ、またそれらは再解析データから統計的に計算することが出来 る。さらに、気象庁の現業１か月アンサンブル予報の１０日予報スプレッドとして見 積もった長周期変動の予測可能性を２次元位相空間内に射影した。すると、予測可能 性は２次元位相空間内に非正規的に分布し、その分布はおおよそ確率論的誤差成長に よって説明できることが示された。
  Dynamics and sub-seasonal predictability of extratropical low-frequency variability (LFV) in Northern Hemisphere winter are examined in the framework of a two-dimensional (2-D) stochastic differential equation (SDE) on the phase space spanned by two leading empirical orthogonal function modes of low-pass-filtered 500-hPa geopotential height variations. The drift vector and diffusion tensor of the 2-D SDE with multiplicative noise are theoretically connected to deterministic and stochastic error growth, respectively, which are statistically estimated from a reanalysis dataset. Projected onto the 2-D phase space is the predictability of LFV estimated by the 10-day forecast spread based on the 1-month ensemble prediction operated by the Japan Meteorological Agency. It is shown that the inhomogeneous distribution of the LFV predictability in the 2-D phase space is explained by the estimated stochastic error growth.

• Title: 二酸化炭素の大気濃度分布観測による森林火災からの発生量の推定
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:00 on Feb. 10, 2012
• Abstract: 大規模な森林・泥炭火災が起こっているインドネシア・カリマンタンで、大気中の二酸化炭素 濃度の観測データから、その発生量を算出する準備を進めている。 観測装置は光ファイバーエタロンを利用した太陽光観測方式で、二酸化炭素カラム濃度を自動観測する。発生源を取り巻く観測網と風向風速からフラックスを算出する。この方式の妥当性、誤差など方法論と、泥炭火災からの二酸化炭素発生の重要性など社会的な意義を議論する。

• Title: 熱帯太平洋上のTRMM降水特性と大規模鉛直風との関係に関する解析―４種類の再解析データを用いて
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:00 on Jan. 6, 2012
• Abstract: 本研究では、熱帯降雨観測計画（TRMM）衛星によって観測された降水特性について、再解析データの大規模鉛直風との関係から調べた。熱帯太平洋上における1998年から2010年までの13年間のデータを用い、対流圏下層（850 hPa）および対流圏上層（300 hPa）の鉛直風と降水との関係に注目して解析を行った。特に、4種類の再解析データ（JRA25/JCDAS, NCEP, ERA-Interim, MERRA）を用いることによって、データによる振る舞いの違いを記述し理解することも目的の一つである。 　まず、降水量と鉛直風の空間相関係数について各月ごとに調べた。その結果、東太平洋上の降水は、850 hPaにおける鉛直風と高く相関していた。一方、西太平洋では、降水は300 hPaにおける鉛直風と相関する傾向があるが、全般に、東太平洋に比べ相関係数は低かった。東太平洋では、強い海面水温勾配によって駆動される浅い収束場が降水とよく相関しているのに対し、西太平洋暖水域では、そのようなある特定の緯度帯に結びついた強制がなく、降水はより広い領域で生じうる。そのため、西太平洋では、ある地点における月平均降水はより多くの無降水日を含んでいると考えられ、結果的に相関が低くなると考えられる。 　また、東太平洋上の300 hPaの鉛直風において、データ間の大きな違いが見られた。例えば、ある月に対して、ITCZ上で強い上昇流を示すデータがある一方で、弱い上昇流あるいは沈降流を示すデータもあった。今後、これらの違いについて、どのような種類の降水システムと関係しているのか、降水特性と鉛直風との日々の関係はどうなっているのかといった観点から、より詳細に調べていく予定である。

• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270

• Title: 熱帯対流活動に関わる雲の放射影響力(CRF)の気候モデル再現性
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 16:00-17:30 on Dec.13, 2011
• Abstract: 熱帯域の海面水温(SST)が高い地域では、短波に対するCRF(SWCRF)と長波に対する CRF(LWCRF)がほぼ同程度であり、その打ち消しあいにより正味のCRFが0に近いこ とが知られている。本研究では、CMIP３およびCFMIP1に提出された複数のモデル アウトプットを用いて、この観測事実に関するモデルの再現性を評価を行った。 解析においては、SSTが27℃を超える地域に着目し、また、500hPaにおける上昇流 強度(ω500)を大気循環場の指標として用いて、各大気循環場におけるモデル 再現性を調べた。SSTが27℃を超える地域は、強上昇流域から弱下降流域を占めて いる。観測データにおけるSWCRFに対するLWCRFの比(R)は、ω500に関わらず ほぼ1である。モデルは、強上昇流域において、Rを上手く再現する。しかしこれは、 モデルが光学的に厚い上層雲の雲量を過大評価することに伴うLWCRFおよびSWCRFの 過大評価の打ち消し合いよりもたらされる。一方モデルは、弱鉛直流域において、 Rを過小評価する。これは、モデルが光学的に薄い上層雲の雲量を過小評価する ことに伴うLWCRFの過小評価と、下層雲の雲量を過大評価することに伴うSWCRFの 過大評価による相乗効果によりもたらされる。本セミナーでは、モデルの再現性 評価に関する解析に加え、CO2倍増実験におけるRの変化について調べた結果も 合わせて紹介する。

• Title: Investigation of global climate change and hydrological extremes through an integrative analysis of surface-satellite observations and GCM simulations
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:00 on Dec.13, 2011
• Abstract: The IPCC AR4 report suggests that extreme precipitation events will become more intense as a result of global warming (IPCC, 2007). Changes in extreme weather and climate events have significant impacts on socioeconomics and are among the most serious challenges to the society in coping with a changing climate. The past, current and future Earth climate has been simulated by the NASA GISS ModelE climate model and has been summarized by the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, AR4, 2007). New simulations from the updated AR5 version of the NASA GISS ModelE GCM have been released to the public community and will be included in the IPCC AR5 ensemble of simulations. Due to the recent nature of these simulations, however, they are not yet to be extensively validated against observations. In this study, we will briefly introduce DOE ARM ground- and NASA CERES/MODIS satellite observations of clouds and radiation, and discuss how to use these observations to evaluate the NASA GISS GCM simulated clouds and radiation, as well as investigate the global and regional extreme events, such as drought, flood, and Arctic sea- ice retreat. Outline: 1) Ground-based and Satellite remote sensing 2) Evaluation of NASA GISS GCM simulated clouds and TOA radiation budget using CERES-MODIS satellite observations 3) Investigation of global and regional extreme events (drought, flood, Arctic sea-ice retreat)

• Title: Observation and modeling of Asian dust and aerosols, and their radiative effect in east Asia
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:00 on Nov.22, 2011
• Abstract: Aerosol is one of the most important components of atmosphere on cloud formation and radiation. Its contribution to global warming has been one of the major issues in climate change science in recent years. However, the uncertainty of its impact on climate change is very large. Asia is one of the major source regions of mineral dust and anthropogenic aerosols in the world. We have observed optical, physical and chemical properties of Asian dust and aerosols including BC(black carbons) and OC(organic carbon) in an outflow region of the Asian continent, Gosan Climate Observatory at Jeju island in Korea. Some highlights of our observational and modeling studies will presented as followings: 1)Vertical profiles of light extinction, temperature and humidity associated with elevated dust layers in east Asia, and its implication on long-range transport of air pollutants 2)Monthly aerosol's directive radiative forcing at Gosan and in east Asia 3)MODIS monthly mean AOD over east Asia from year 2001~2007 which shows some characteristics of Asian Dust and anthropogenic aerosols 4)Modeling of Asian Dust focusing on dust emission process 5)Vertical profiles of BC and heating rate measured by unmanned aircrafts 6)Comparison of BC warming vs CO2 warming using the measurement of BCs and OCs at Gosan

• Title: Response of the Atlantic Meridional Overturning Circulation to Greenland Ice Sheet Melt: On the Role of Model Resolution
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 14:30-16:00 on Oct.18, 2011
• Abstract: The sensitivity of the North Atlantic Ocean's thermohaline circulation to the influx of fresh water is considered to be one of the key thresholds in the climate system. In climate models it is found that projected freshwater inputs will lead to only a modest change in the strength of thermohaline circulation. In these models, however, the resolution within the ocean is not high enough to produce an adequate Gulf Stream path and processes involving ocean eddies. Here, we compare decadal time scale response in an ocean model with resolution typical of climate system models to that of a strongly eddying ocean model. We find that the strongly-eddying model is more sensitive to freshwater input on a decadal time scale than is the non-eddying model. This offers an early indication of the direction in which climate change projections will be revised with use of a more realistic strongly eddying ocean model.

• 講演題目: 大気大循環モデルを用いた火星大気中の砂嵐の時間発展に関する研究
• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
  

• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270

• 講演題目: カリフォルニア沖を対象とした暖かい雲の微物理特性に関する数値実験
• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
  

• Title: Cooling of Entrained Parcels in a Large-Eddy Simulation
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 15:30-17:00 on Sep. 2, 2011
• Abstract: The relative importance, for cloud-top entrainment, of the cooling rates due to longwave radiation, evaporation, and mixing was assessed through analysis of the results produced by a Lagrangian parcel tracking model (LPTM) incorporated into a large-eddy simulation model. The LPTM predicts each parcel’s trajectory over time, using the resolved velocity simulated by the host model. An LPTM makes it possible to identify entrained parcels; this is almost impossible to do in an observational study. A nocturnal stratocumulus cloud was simulated over four hours using a 5 m horizontal grid spacing and a 2.5 m vertical grid spacing. At the start of the last hour of the simulation, over 40 million parcels were placed near the top of the inversion layer, then tracked. Parcel histories were analyzed to identify entrained parcels. Entrainment occurs in cloud holes, which occur in dry regions of sinking air. Entrainment into the mixed layer is regulated by buoyancy, which requires parcels to be pre-cooled in the inversion layer, prior to entrainment. A mixing fraction analysis was used to separate the cooling due to longwave radiation, evaporation, and mixing. Results show that radiative and evaporative cooling are of comparable importance, but that mixing is by far the dominant cooling mechanism. The radiative cooling rate is strongly inhomogeneous, and only weak radiative cooling is found in regions of entrainment. Therefore, the entrained parcels experience less than the horizontal-mean radiative cooling. Although radiative cooling maintains the boundary layer turbulence, its direct effects on buoyancy of entrained parcels are modest.

• Title: An aerosol climatology and applications
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:30 on Sep. 2, 2011

• Title: On the use of an ensemble Kalman filter for global aerosol
• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:30 on Aug. 26, 2011
• Abstract: The past decade has seen a rapid increase in our ability to both monitor atmospheric aerosol and model its global distribution and evolution. Nevertheless, observations remain fairly sparse (especially over land) and the models are far from perfect. Integrating observations and simulations of aerosol into a comprehensive picture provides one way forward in our understanding of the aerosol system and its impact on climate change or air quality. In an ensemble Kalman assimilation system, observations are used to constrain an ensemble of simulations with perturbed values of several model parameters (e.g. emissions). This talk will describe the implementation of an assimilation system based on the model MIROC-SPRINTARS and a variety of observational datasets (AERONET, SKYNET, MODIS, CALIOP, ADNET). Many practical uses for such a system can be found and several will be discussed: aerosol reanalysis for GOSAT CO2 retrievals, aerosol initialization for air quality forecasts (SALSA), model parameter estimation (e.g. aerosol emissions) and aerosol direct radiative forcing estimates.

• Title: 鮮新世中期温暖期における大気大循環の再現と古植生記録による検証
• Place: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
• Abstract: 鮮新世中期温暖期（約329～297万年前）は、全球平均気温が現在よりも2～3度高い、 過去に存在した温暖な地球システムの平衡状態の一例として注目されている。 USGS PRISM3により復元された当時の海面水温（SST）分布は、高緯度 域と赤道・沿岸湧昇域における顕著な昇温を示している。PRISM3による地表環境 の復元結果を、大気大循環モデルの境界条件に与え、その応答を調べた。再現さ れたウォーカー循環は全体的に弱化し、アフリカ大陸上における下層（上層）の 収束（発散）偏差がもたらされた。ハドレー循環の上昇流域は極方向へ拡大し、 高緯度の高い海面水温（SST）により帯状南北循環が弱化した。低緯度における 湿潤・乾燥の気候パターンの変化がもたらされる要因を調べるため、氷床、植 生、帯状SSTパターンを変化させる感度実験を行った。SSTの南北勾配と低緯度 SSTの東西勾配の弱化は、地質記録が示す亜熱帯の湿潤な気候の拡大をもたらす 要因であることが示された。さらに、再現された気候変数を静的地理植生モデル BIOME4に入力することにより、当時の植生分布を再現し、花粉記録に基づいた植 生復元結果と比較した。その結果、気候モデルにより再現された亜熱帯の湿潤化 傾向は、花粉記録が示唆する当時の気候情報と整合的であるものの、一部では量 的に過小であることが示された。

• Title: Advances and Challenges in Ensemble Data Assimilation
• Place: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
• Abstract: Ensemble data assimilation (EnDA) is a rapidly growing field mainly due to its potential and its relative ease of implementation. EnDA with geophysical systems has inevitable imperfections: a limited ensemble size, nonlinearities, non-Gaussianities, model errors, and observation bias. These limitations could cause an unstable data assimilation cycle, eventually leading to filter divergence, a failure of data assimilation. Among many possible treatments such as model and observation bias correction, studies have shown that error covariance inflation and localization played an important role in dealing with those issues and stabilizing the filter. Advancing the inflation and localization methods is a key to improving EnDA performances. One of the foci of this presentation is the Gaussian approach to adaptive inflation, inspired by Li et al. and Anderson, which takes information from observations to estimate temporally and spatially varying covariance inflation parameters. The method has been implemented with the Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF) and has shown success with broad applications ranging from a toy model to real-world NWP models, and even with a Martian atmospheric model. Another key to improving EnDA is to seek more effective use of observations. Liu and Kalnay proposed a sensitivity analysis method to quantify how helpful or harmful each observation is within an EnDA framework. This ensemble sensitivity method has been applied for the first time to real observations using the LETKF system with the WRF model. The impact of T-PARC/TCS-08 dropsonde observations for Typhoon Sinlaku (2008) was investigated.

• 講演題目: 宇宙線変動が気候変動/気象現象に与える影響について
• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
• 要旨: 　太陽系外から飛来する宇宙線のフラックスは、太陽活動、太陽磁場極性、 太陽圏の磁場環境などによって決まる。樹木や南極アイスコアに含まれる 宇宙線生成核種の分析による過去の宇宙線変動の復元により、太陽活動の 長期的変動にともなって、宇宙線の11年/22年変動の周期長が変化するほか、 時間変動特性が大幅に変化することが明らかになりつつある。 たとえば、小氷期との関連が注目されているマウンダー極小期と呼ばれる 無黒点期では、11年/22年変動が14年/28年変動に伸びていたほか、28年変動の 振幅が大幅に増加しており、28年に1度、宇宙線が30-50％程度急増するイベントが 発生していたことが明らかになってきた。また、樹木年輪に含まれる安定同位体の分析 などから、そのような28年変動が気候変動にも現れていたことがわかった。 宇宙線の増加時には、北半球気温の低下や、日本における梅雨時期の相対 湿度の増加が観測されている。 　宇宙線が気候システムに影響するメカニズムを明らかにするために、 過去30年間の衛星観測によるOLRデータの解析もあわせて行った。太陽の自転 の影響で、太陽放射のほか宇宙線にも27日程度の変動がみられる。 本セミナーでは、27日変動と熱帯域の雲活動との関連性を調べた結果もあわせて紹介する。

• Place: General Research Bldg. 2F room 270
• Time: 13:30-15:30 on Jun. 23, 2011

• Title: The impact of 21st century sea ice decline on the mass balance of Greenland and Svalbard
• Abstract: The Arctic is a region particularly susceptible to rapid climate change. General circulation models (GCMs) suggest a polar amplification of any global warming signal by about 1.5 due, largely, to sea ice feedbacks. The dramatic recent decline in multi-year ice cover lies outside the standard deviation of the CMIP3 ensemble GCM predictions and has lead to the suggestion that the Arctic Ocean could be ice free in summer within 30-40 years. Sea ice acts as a barrier between cold air and warmer oceans during winter, as well as inhibiting evaporation from the water below during the summer. An ice free Arctic would likely have an altered hydrological cycle with more evaporation from the ocean surface leading to changes in precipitation distribution and amount. Using the U.K. Met Office Regional Climate Model (RCM), HadRM3, the atmospheric effects of the observed and projected reduction in Arctic sea ice are investigated. The RCM is driven by the atmospheric general circulation model HadAM3. Both models are forced with sea surface temperature and sea ice for the period 2061-2090 from the CMIP3 HadGEM1 experiments. Here we use an RCM at 25 and 50km resolution over the Arctic, which captures well the present-day pattern of precipitation and provides a detailed picture of the projected changes in the behaviour of the oceanic-atmosphere moisture fluxes and how they affect precipitation. These experiments show that though the surface mass balance of Greenland is affected by a reduced sea ice cover, it is relatively isolated from such effects compared to the low lying glaciers and ice caps on Svalbard.
  Michelle Tigchelaar(University of Hawaii/IPRC)
• Title: 400k-cycles in the Pliocene
• Abstract: Periodic variations in Earth's orbit around the Sun can have profound influences on Earth's climate. One of the orbital parameters is the eccentricity, which varies on timescales of 100ka and 400ka. The 400ka cycle in eccentricity leads to an amplitude modulation of the precessional cycle. Strong 400ka variability has been found in paleo-records from marine sediment cores - amongst others in the Pliocene - but this variability has been little addressed and remains thus far unexplained. Principal Component Analysis of eight Pacific and Atlantic deep ocean benthic d13C records from the Pliocene reveals that benthic d13C values co-vary in the two basins. 400ka variability is also found in other climate variables, such as opal accumulation rate and the meridional temperature gradient in the EEP. In order to assess how 400ka orbital forcing can create a climate signal we performed a series of experiments with the EMIC LOVECLIM. Even though the precessional cycle does not cause an annual mean insolation change, nonlinear rectification mechanisms generate substantial precessional signals in various parts of the climate system. Further research should indicate which of these mechanisms is responsible for the observed 400ka variability.

• 講演題目: 大気局所エネルギー論とその氷期気候系への応用
• 場所: 総合研究棟　4センター共用2階会議室 270
• 要旨: 長時間平均した大気場と擾乱の間の局所的なエネルギー相互作用を解析する為の 新しい診断スキームを考案した。そのポイントは、場を時間平均と非定常擾乱成 分に分割した際、エネルギー方程式が（従来の方法とは異なり）平均・擾乱及び 相互作用エネルギーに対応する三つの方程式に分割されるという処にある。特に、 新たに導入される相互作用エネルギー方程式は、順圧及び傾圧エネルギー変換項 に見られる二つの局所表現と、擾乱による相互作用エネルギー輸送との間の関係 を与える重要なものになる。この方法により、従来のエネルギー論の枠組みでは 明らかにされなかった擾乱・平均流間のエネルギー相互作用の３次元構造が曖昧 さ無く完全に記述される。 　　この新しく開発した診断スキームを用いて、第二期古気候モデリング相互比 較プロジェクト（PMIP2）に参加したMIROCモデルによる最終氷期極大期実験の 結果を解析したところ、氷期では、対流圏下層における傾圧性の強化と上層にお ける弱化と云う全球的な傾向と共に、傾圧的なエネルギー変換が太平洋域では弱 まるものの大西洋域では強化されるという地域的なコントラストが生じることが 観察された。また氷期の大西洋域においては、順圧不安定的な過程によるエネル ギー輸送の局所的な強化が、北米大陸氷床の存在に起因すると思われるジェット の局所的な強化と共に明瞭に示された。特に最後の結果は、局所エネルギー論と して知られる従来の手法では明らかにされないものであり、この手法の意義を示 すものとして興味深い。

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