Linear moist baroclinic model and its applications University of Hawaii 渡部 雅浩 2002 年 1 月 22 日

線形傾圧モデルの使い道 大気の定常熱源/山岳応答問題 大気の固有振動モードの調査

線形モデルの使用例: 赤道熱源応答

線形モデルの使用例: Kimoto et al., 2000. AO とは何か? 観測される東西風と擾乱との相互作用は, 線形のプリミティブモデル計算の結果と整合的. AO は大気内部に存在する"固有の"振動パターンであることが示唆される.

Karoly et al. 1989:

問題意識 与えた強制源に対する循環の結果がさらに大気の強制源となった場合, 単純な熱源応答問題とどの程度循環が変わるか?

モデル 線形モデル ここでは摩擦を入れて時間積分.

湿潤物理過程の導入方法 積雲対流にともなう加熱を SST 依存部分と大気場の変数に依存する部分 に分割し, 線形モデルの支配方程式に導入する.

湿潤対流のモデル化

基本場として与える水蒸気と基本の鉛直プロファイル (NCEP を利用)

ENSO 時の気候値からの偏差 SST, OLR に図のような偏差があった場合, 大気循環はどのような影響を受けるか? 熱源応答によって遠隔地の対流活動が影響された結果, さらに大気循環はどのように変化するか? 西太平洋亜熱帯の高気圧循環の生成メカニズムは?

線形モデルの妥当性 (上) 観測される OLR と SST との関係 (下) モデルの加熱と SST との関係

線形モデルの応答結果 (上) 観測結果 (NCEP) (中) 観測の OLR を強制源とした場合 (湿潤過程なし) (下) 観測の SST を強制源とした場合

線形モデルの結果: ENSO 時の西太平洋の亜熱帯高気圧循環 SST の冷源を与えると, より強く現れる.

観測される SST の分割方法 (1) 東太平洋 SST + (2) 東太平洋 SST + & 西太平洋 SST - (3) 熱帯太平洋 SST 偏差全部

さまざまな SST 偏差に対する応答 (上) 東太平洋 SST + のみ (中) 東太平洋 SST + & 西太平洋 SST - (下) 観測される熱帯太平洋 SST 偏差全部

水平風の応答 (上) 観測 (NCEP) (下) モデル計算結果

鉛直流の変化

観測結果の遅れ相関解析 インド洋 SST の上昇は東太平洋 SST の上昇よりも遅れて起こる.

ENSO 時の循環の変化(模式図) 西太平洋亜熱帯高気圧循環の強化には, インド洋 SST 上昇の影響もある.

SST への影響 風速に依存する熱交換の大きさから SST への影響を評価すると, 観測される SST 東西偏差を強める傾向にあることがわかる.

線形モデルの詳細(1)

線形モデルの詳細(2)

線形モデルの詳細(3)

参考文献

• Karoly, D. J., R. A. Plumb and M. Ting, 1989: Examples of the horizontal propagation of quasi-stationary waves. J. Atmos. Sci., 46, 2802-2811.
• Kimoto, M., F.-F. Jin, M. Watanabe and N. Yasutomi, 2001: Zonal-eddy coupling and a neutral mode theory for the Arctic Oscillation. Geophys. Res. Lett., 28, 737-740.
• Neelin, J. D. and J.-Y. Yu, 1994: Modes of tropical variability under convective adjustment and the Madden-Julian oscillation. Part I: Analytical theory. J. Atmos. Sci., 51, 1876-1894.
• Wang, B., R. W. Wu and X. Fu, 2000: Pacific-East Asian teleconnection: How does ENSO affect East Asian climate? J. Climate, 13, 1517-1536.
• Watanabe, M. and M. Kimoto, 2000: Atmosphere-ocean thermal coupling in the North Atlantic: A positive feedback. Quart. J. R. Met. Soc., 126, 3343-3369.
• Watanabe, M. and M. Kimoto, 2001; Corrigendum. Quart. J. R. Met. Soc., 127, 733-734.
• Watanabe, M. and F.-F. Jin, 2002: Role of Indian Ocean warming in the development of Philippine Sea anticyclone during ENSO. Geophys. Res. Lett., in press.