気候力学 ii ( 2007 年度後期 ) 担当教 員 木本昌秀(東京大学気候...
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気候力学 II ( 2007 年度後期 ) 担当教 員 木本昌秀(東京大学気候 システム 研究 センター ) [email protected] http://www.ccsr.u-tokyo.ac.jp/~kimoto/. 2007 年 10 月 4 日(木)~ 2008 年 1 月 31 日(木) 現在わかっている休講日: 11/1 、 12/6 、 12/13 、 12/20 講義ノート(ppt)は上記 web site で取得可 #但し、前日に準備すると思われるのであまり早々と印刷しない方が身の為 Official Syllabus - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
気候力学 II ( 2007 年度後期)
担当教員 木本昌秀(東京大学気候システム研究センター) [email protected] http://www.ccsr.u-tokyo.ac.jp/~kimoto/
2007年 10月 4日(木)~ 2008年 1月 31日(木)現在わかっている休講日: 11/1、 12/6、 12/13、 12/20
講義ノート(ppt)は上記web siteで取得可#但し、前日に準備すると思われるのであまり早々と印刷しない方が身の為
Official Syllabus主として中高緯度で観測される気候変動の実態と、それに関与する様々な時空間スケールを持つ現象の間の相互作用について議論する。具体的に採り上げる現象は、北大西洋振動や北太平洋の 10年規模変動に伴う中緯度での大気海洋相互作用とストームトラックの役割、 ENSOの遠隔影響に伴う北太平洋水温偏差の形成における大気海洋相互作用、北太平洋 10年規模変動における海洋波動や海洋前線帯の役割、南北半球の環状モード変動におけるストームトラックや惑星波変動の役割などである.
目次
1. 基礎編i. 大気長周期変動、PNA,NAOなどii. 基本的解析手法等iii. 若干の気象力学
a. 準地衡方程式系b. 不安定問題c. 定常ロスビー波d. 強制プラネタリー波e. 擾乱の集団的振る舞い、平均流との相互作用f. 線型応答問題
2. 応用編i. 中立モード理論ii. SELFiii. 中緯度大気海洋相互作用
波動-平均流相互作用
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3次元基本場の場合
eddyの伸びと Eベクトルの向き
high-pass filtered eddy low-pass filtered eddy
( 10日以下) ( 10日以上)
ベクトル: Eベクトル( at 250mb) コンター : ( at 700mb,contour unit:5km/s)
Tv
ストーム・トラック領域での eddyの振る舞いデータ :1979~ 1980年の DJF気候値
yzzyxzzx
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VUN
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2
20
2
2
2UW
・ Takaya and Nakamura(2001) Wave Activity Flux (WAF)
・WKB近似の元では、定常ロスビー波の局所的な群速度に平行⇒準定常ロスビー波束伝播の指標
VH DDtpp
ff
11 2
鉛直温位勾配
Sstabilitystatic
VDS
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2
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T
tpR
pg
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T
,
“Tendency Method” (Lau and Holopainen, 1984)
地衡風平衡・静力学平衡から推測されるストーム・トラック領域での eddy フラックス発散・収束に対する大気の応答
熱フラックス( )発散・収束に対する 渦度フラックス( )発散・収束に対する
ジオポテンシャルハイト傾向の応答 ジオポテンシャルハイト傾向の応答 ( φ: ストーム・トラックの軸のある緯度、 45°N~ 50°N)
TV V
n.computatio responselinear by assessed becan
forcings"" variousof importance Relative
....
maintained is how know Want to
transients:
anomaly stationary-quasi:
mean, icalclimatolog:
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aaaacaaca
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線型応答問題
Kelvin and Rossby wavesnear the Equator
Matsuno (1966)
The Matsuno-Gill Pattern熱源に対する大気の応答~風応力に対する海洋の応答
Kelvin 波と Rossby 波(2)
Wallace et al. (1998; JGR)
SWM
1997/1998年冬季の大気偏差場のシミュレーション
ERA40
LBM
Watanabe (2005)
湿潤線型モデル
(a) 観測された El Niño に基づく 850hPa 流線関数偏差( 等値線 ; 2x106 m2/s) およびOLR 偏差 ( 鉛直平均加熱に換算 ; K/day) の合成図 .湿潤 LBM に(b) 熱帯中東部太平洋、および (c) 熱帯太平洋 - インド洋の SST 偏差を与えた時の応答 ( 凡例は (a) と同じ ).
FJJt
FJt
222
22
,,
,
(a) 観測
(b) 太平洋 SST
(c) 太平洋+インド洋
Z200(contour)/T200(shaded)
Moist LBM experiment
JJA composite SSTA
EPIN WP
Cha and Kimoto
r = 0.43
r = 0.36
r = 0.79
T42 LBM response
Observed index
1960-2002年冬季の大気偏差場の hindcast
SOI
PNA
NAO
Watanabe (2005)
上空約5kmの気圧(~気温) 北極振動のパターン 2005年 12月 6日- 2006年 1月
4日の平年偏差
Maeda & Watanabe (2006)
Maeda & Watanabe (2006)
FJJt
FJt
222
22
,,
,
EOF2+EOF2-EOF3+EOF3-
Branstator (1992)
The Storm Track Model
[m ]2
Z’2 u’v’
simulated transient eddy statistics
AGCM STM
u’v’<0
u’v’>0U
mean flow &eddy orientation
I.C. random w/ days severalfor Integrate xxLx
dt
d