気候システムセミナー

日時：金曜日 13:30-15:00
場所：東京大学柏キャンパス 総合研究棟270室
（＊変更の場合もありますので、詳細は下記の予定をご確認ください）

今後の予定

• 場所: Zoomによる開催

• 場所: Zoomによる開催

• Title: A study of size-dependent microphysics and its effect on bulk aerosol properties with a global size-resolving aerosol model (粒径解像全球エアロゾルモデルによる微物理過程とそのエアロゾル特性への影響に関する研究)
• Time: 10:00 - 11:30 on Apr. 16, 2021.
• Place: Zoomによる開催

• 場所: Zoomによる開催

• 題名：アンサンブル気候予測データベースd4pdfを用いた北極温暖化時におけるユーラシア大陸寒冷化シグナルの確実性に関する研究
• Time: 10:00 - 11:30 on Oct. 14, 2020.
• Place: Zoomによる開催(*気候コロキウムとの合同開催）
• 要旨： 冬季北極域の温暖化にともないユーラシア大陸上に寒冷化のシグナルが出現するWarm Arctic / Cold Eurasian (WACE) パターンについては、観測では長期トレンドでもその傾向が明らかであるのに対してモデル結果ではそれに相当する偏差が見られないことから、大気の内部変動にともなう偶然の産物か否か議論がある。本研究では現在気候の再現実験と、温室効果気体の強制の存在しない実験、それぞれ100メンバーのアンサンブルからなるd4pdfデータを利用してWACEパターンの安定性を検証した。その結果から、WACEパターンは北極SSTの温暖化に伴って強調される大気パターンではあるものの、それだけでは実際に見られる大陸上の寒冷化トレンドは説明できないことが判明した。ただし、WACEパターンの強度は海氷減少に依存しており、間接的にユーラシア大陸の寒冷化パターンに寄与していることが示唆された。 本コロキウムでは表題の研究紹介とともに、最近受理されたもう一遍の論文についても紹介する。

• 場所: Zoomによる開催

• Title: Impact of size-resolved microphysics on aerosol climatology: Insight from a global sectional aerosol model
• Time: 13:00 - 14:30 on Sep. 25, 2020.
• Place: Zoomによる開催
• 要旨：TBD

• 題名：北極海の季節から経年スケールの海氷変動：予測可能性とメカニズム
  Title: Seasonal-to-interannual sea ice variability in the Arctic Ocean: Predictability and mechanisms
• Time: 15:30 - 17:00 on May. 7, 2020.
• Place: Zoomによる開催
• 要旨：人口衛星による海氷観測が始まって以来、北極海の海氷面積は減少傾向を示している。海氷減少の影響は北極域にとどまらず、中緯度域の気候変化や北極海航路を利用した経済活動にまで波及しており、季節から経年スケールの海氷予測に対する要請が増している。北極海の海氷にはどの程度の予測可能性があるのだろうか？パーフェクトモデル実験による潜在的予測可能性は1〜2 年程度と示唆されている一方で、過去に観測されている海氷面積に対しては数ヶ月程度と報告されている。両者のギャップを埋める鍵となる物理量として、海氷厚や亜表層水温が注目されているが、具体的なプロセスについては十分に議論されていない。本研究では、季節から経年スケールの海氷変動に着目し、気候モデルMIROC5および5.2を用いた各種実験に基づいて、北極海氷の予測可能性とそのメカニズムを調べた。本発表では主に、（１）冬と夏の海氷予測に重要なメカニズム、（２）海氷厚初期値化の役割について紹介し、時間があれば（３）極端な海氷減少の予測可能性についても触れる予定である。
  Abstract: The Arctic sea-ice cover has decreased in all months since satellite observations began in the late 1970s. The decline in Arctic sea ice influences the climate system not only in the Arctic region but also in the midlatitudes and economic activity via the Northern Sea Route. These factors indicate that there is a need for accurate seasonal-to-interannual sea-ice forecasts. How predictable is the Arctic sea ice? The Arctic sea ice has potential predictability of 1-2 years in the perfect model but has been reported to be several months in the observed sea ice. There is still a gap of a few months to 1 year in the predictable periods between them. The critical variables for improving predictive skill are thought to be sea-ice thickness and subsurface water temperatures. Motivated by the above studies, we focus on seasonal to interannual sea ice variability and investigated the predictability and mechanism of Arctic sea ice, based on various experiments using climate models MIROC5 and 5.2. In this presentation, we mainly introduce (1) an essential mechanism for predicting winter and summer sea ice, (2) the role of sea ice thickness initialization. If possible, we will also talk about (3) predictability of an extreme sea ice loss.

• Title: Aerosol-cloud-climate interactions: recent airborne field deployments and their relationship to NASA's Aerosols, Clouds, Convection and Precipitation (ACCP) mission
• Time: 11:00 - 12:00 on Apr. 9, 2020.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: TBD

• Title: Precession and quasi-100-ky variability in early Pleistocene glacial cycles: implications for gradual ice-age transitions over the past 3 Ma
• Time: 15:30 - 17:00 on Mar. 31, 2020.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: Despite having a large influence on summer insolation, climatic precession is thought to account for negligible variance in early Pleistocene proxies of ice volume and deep-water temperature. Various mechanisms have been suggested to account for the lack of precession variability, including meridional insolation gradients, inter-hemispheric cancellation of ice-volume changes, and anti-phasing between the duration and intensity of summer insolation. A new analysis of benthic δ18O records between 3 and 1 Ma, using a method termed Empirical Nonlinear Orbital Fitting, indicates a significantly larger precession contribution than previously recognized. The precession amplitude is found to gradually increase throughout the Pleistocene. Further analysis suggests that when rapid deglaciations occur in the early Pleistocene, they tend to take place during periods of intense Northern Hemisphere summer insolation and after δ18O has built up to large values. Both the presence of precession and an apparently nonlinear response to orbital forcing have been invoked in explanations for quasi-100-ky glacial cycles in the late Pleistocene; however, ~100-ky cycles are not exclusively a late-Pleistocene phenomenon and have previously been identified in the Pliocene and early Pleistocene as well. A simple model capable of switching between linear and nonlinear responses to orbital forcing preliminarily reproduces the amplitude modulations and phase of ~100-ky cycles in benthic δ18O between 2.7 Ma and the present. Our findings to date suggest that early Pleistocene glacial variability is qualitatively consistent with that of the late Pleistocene, but with the response to orbital forcing gradually amplifying over the past 3 Ma.

• Title: Student experience as COP25 observer
• Time: 13:30 - 15:00 on Feb. 7, 2020.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: Last December, I joined the University of Tokyo delegation to attend UNFCCC-COP25 in Madrid, Spain. As one of the selected students to receive traveling scholarship under the university’s “Transdisciplinary Initiative for Global Sustainability” scheme, it is both my duty and great honor to disseminate what I learned from COP25 after the attendance. Therefore, Imasu-sensei recommends me to report to professors, researchers and fellow students in CCSR about my experience as a COP student observer. The content of my presentation will be three parts. First, some brief explanation about what the COP is, what happened in COP25, the expectations and outcomes. Secondly, I will present some COP25 materials related to my current study. In the last part, I wish to open the floor for discussion about interesting topics I heard during COP25 (i.e. how to communicate science to the public? is it a good idea to demand the government stop consuming coal? will being vegan solve the challenge of reducing anthropogenic GHG emissions?). Considering the complexity of international climate negotiations and my very limited understanding of the issue, the presentation will not be a serious academic one. Nonetheless, I will try my best to honestly present my COP25 observations. Thanks, and looking forward to seeing you.

• 場所: 総合研究棟270室

• Title: Designing targeted interventions to conserve the cryosphere
• Time: 10:30 - 12:00 on Jan. 14, 2020.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: There are 3 key elements of the cryosphere: ice sheets, permafrost and sea ice that are under existential threat by climate warming. A recent article in Nature argued that they were already past "tipping points", and that there was now essentially no time to manage their preservation due to the 30 year timescale to achieve net zero greenhouse gas emissions. However there are things that can be done to slow or reverse these losses to the cryosphere, and these provides hope that is crucial to societal engagement with the on-coming climate crisis. In this talk i will discuss possible interventions to conserve these elements, and how they may be co-designed between indigenous populations and engineers. I discuss simulations, engineering and economic costings as well as measures already underway, and how the progression of deployment may be managed over the coming decades.

• Title:
  1. 東アジアの降水に与えたベンガル湾の台風の遠隔作用
  2. 北西太平洋上の気候場への台風の影響
  
• Time: 13:30 - 15:00 on Nov. 14, 2019.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract:
  1. 東アジアの降水に与えたベンガル湾の台風の遠隔作用
  2017年6月台湾北部に生じた降水は600mm/12hrを記録し、前線性降雨としては記録的な豪雨となった。今回の発表では、この豪雨がベンガル湾に存在した台風に強く影響されたことを明らかにする。数値実験は台湾北部の豪雨を再現した。またベンガル湾の台風を除去した感度実験において、この降水システムの明瞭な弱化がみられた。この差異は、ベンガル湾の台風が、台湾北部へ流入する下層の南東風ジェットを強化するだけでなく、上層の場が変化することにより北風が強化されることで生じる。すなわち台風によって強化された南東風ジェットと北風により台湾付近に存在した前線が強化され、この記録的豪雨が生じた。
  2. 北西太平洋上の気候場への台風の影響
  気候場が台風の発生、強度、経路等に与える影響はよく論じられている。一方、台風が気候場に与える影響に関しては多く論じられていない。この研究では1958年から2017年における再解析データで表現される全ての台風を取り除いたデータを作成し、台風が含まれるデータと比較することによって、気候場への台風の影響を調べた。この結果、台風が、相対渦度の季節内変動、経年変動に与える影響は40-60％であることがわかった。更にエネルギー解析により、台風による順圧エネルギー変換、及び傾圧エネルギー変換への寄与はおよそ30-40％であることがわかった。

• Title: Constraining climate sensitivity using Earth System modelling
• Time: 15:00 - 16:30 on Oct. 18, 2019.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: Future global warming from anthropogenic greenhouse gas emissions will depend on climate feedbacks, the effect of which is expressed by climate sensitivity (CS), the warming for a doubling of atmospheric CO2 content. The quantification of CS is one of the major unknowns in climate science. CS was estimated 40 years ago to be in the range 1.5-4.5C, and in the latest IPCC report, this range has still not been improved. One challenge are cloud feedbacks, which are particularly uncertain, and furthermore, climate system feedbacks may be climate dependent. There have been several attempts to constrain CS using paleoreconstructions where data from cold glacial conditions indicate a CS at the low end of the range. We have used paleodata and simulations with an Earth System model of intermediate complexity to explore past warm climate conditions across the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM) 55.8 Ma ago. The PETM is a possible future warming analogue, and during the PETM, the Earth experienced rapid warming of about 5C from a mean global temperature that was about 10C warmer than present day. This global warming event was driven by carbon emissions to the atmosphere, although uncertainty remains regarding the source and amount of the carbon input. A wide scenario range for the PETM carbon release have been explored and we obtain constrained estimates of CO2 and CS before and during the PETM. In addition estimates of the PETM carbon input amount and nature is obtained. The model results indicate that CS increased from 3.3-5.6 to 3.7-6.5C into the PETM. When taken together with Last Glacial Maximum and modern estimates, this indicates that CS increases with global warming.

• 場所: 総合研究棟270室

• Title: An Introduction to LASG/IAP Finite-volume Atmospheric Model (FAMIL) version 2 for CMIP6 experiments
• Time: 13:30 - 15:00 on Aug. 7, 2019.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: The version 2.2 of Finite-volume Atmospheric Model (FAMIL), which is the atmospheric component of CAS-FGOALS-f3, is developed at the Institute of Atmospheric Physics/State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (LASG). The model has recently been fixed to participate CMIP6 experiments, and the DECK AMIP experiments are evaluated in this study. The basic performances on capturing the climate mean state, interannual variability and intraseasonal variability are presented. The results suggest that FAMIL can reproduce well the climate mean geographical distribution of surface pressure, radiation, temperature and precipitation. For the climate variability, FAMIL captures the major modes of Pacific-North America teleconnection and North Atlantic Oscillation. The climate mean and trends of global monsoon annual range have also been well reproduced. In addition, FAMIL reproduces well the MJO propagation features and the associated wavenumber-frequency, which improves from last CMIP5 version. The major biases in FAMIL are also documented. FAMIL simulates stronger Asian summer monsoon with excessive precipitation in the western Pacific and dry bias over land. Meanwhile, the northward propagation of ISO in boreal summer is much weaker than the observation, which contribute to the climate mean bias of precipitation. The model development and future plans are also documented and discussed.

• Title: 暁新世-始新世温暖化極大事件(PETM)における海洋生態系の寄与
• Time: 13:30 - 15:00 on Jun. 27, 2019.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: 5600万年前の暁新世-始新世温暖化極大事件(Paleocene-Eocene Thermal Maximum; PETM)には、大量の二酸化炭素が大気に放出し、地球温暖化が加速した。この温暖化と同時に、堆積物中の炭酸カルシウムが急激に減少したことが観測されている。これまでは研究では、この減少は、海洋酸性化で炭酸カルシウムの殻が溶解するのが主原因と考えられた。ところが、最新の堆積物のX線解析によると、炭酸カルシウムの量は減っているものの、殻はあまり溶解していない。さらには、堆積物中の炭酸カルシウムが増加する海域もあり、この増加シグナルは全球的に起きた酸性化では説明できていない。そこで、本研究では、地球システムモデル(MIROC-lite)を使い、観測されている炭酸カルシウムの変動が酸性化以外に駆動されるかを検証した。PETM実験によると、炭酸カルシウムの減少は、生物生産の減少によって説明できる。これは、温暖化による全球規模の成層化が海洋表層への栄養塩供給を弱めたことに起因する。さらに、PETMのピークの期間に、南大洋の一部海域では植物プランクトンのブルームが起こり炭酸カルシウムの増加を捕えた。この増加も同地点の観測データと整合的で、PETMにおける時空間的な炭酸カルシウムの増減が、生物過程によっても説明できることがわかった。

• Title: 気象庁非静力学モデルasucaを基にした変分法データ同化
• Time: 15:00 - 16:30 on Jun. 5, 2019.
• Place: General Research Bldg. 2F room 270.
• Abstract: asucaを基にした変分法データ同化システム(asuca-Var)は、非静力学モデルasucaの初期値を作成することを目的としたデータ同化システムである。 asuca-Varの開発では、並列化を重視しつつ、最適化アルゴリズムや接線形・随伴モデルを構築し、制御変数や背景誤差共分散行列の拡張、基本場更新手法や変分法バイアス補正手法の新規導入など同化技術の高度化を実施した。 この結果、並列化効率の向上や解析・予測精度の改善が得られることを確認した。 さらに、ascua-Varとasucaを用いることで一貫した解析・予報 サイクルの実施が可能となり、その結果としてメソモデルの系統誤差に関する課題も明らかになりつつある。 本講演では、asuca-Varの技術的な詳細及びモデル開発の課題と今後の展望を紹介する。

• Title: On the Predictability of Tropical Cyclones through All-sky Infrared Satellite Radiance Assimilation
• Time: 10:30 - 12:00 on May. 23, 2019.
• Place: General Research Bldg. 3F room 320 (注：いつもと場所が違います）
• Abstract: The effective usage of highly spatiotemporally resolving satellite observations is one of the keys to improve the future tropical cyclone predictions because tropical cyclones are born and spend most of their lifetime over tropic ocean with limited in-situ observation networks. In this study, the impacts of assimilating all-sky infrared satellite radiances, in particular from the new generation geostationary satellites GOES-R (GOES-16) and Himawari-8, for convection permitting initialization and prediction of tropical cyclones are explored. This talk introduces the methodologies that are newly developed to directly assimilate all-sky satellite observations, and demonstrates their performances through perfect and imperfect Observing System Simulation Experiments (OSSEs) and Observing System Experiments (OSEs) using multiple infrared geostationary satellites including GOES-16, Himawari-8 and GOES-13. It is found that the assimilation of the infrared radiance can accurately constrain the dynamic and thermodynamic state variables. Ensemble Kalman filter (EnKF) analyses are able to capture the detailed structures of convective activities within the inner-core region of tropical cyclones. Deterministic forecasts initialized from the EnKF analyses exhibit the significant improvement from the forecast without the all-sky satellite radiance assimilation, and become capable of simulating the rapid intensification of tropical cyclones. This study highlights the encouraging prospects of future improvement in tropical cyclone prediction through assimilating all-sky infrared radiance from highly spatiotemporally resolving geostationary satellites.

• 2018年度
• 2017年度
• 2016年度
• 2015年度
• 2014年度
• 2013年度
• 2012年度
• 2011年度
• 2010年度
• 2009年度
• 2008年度
• 2007年度
• 2006年度
• 講演資料（所内限定）