Understanding of the role of ocean vertical heat transport process on heat uptake efficiency in the climate system

了解海洋垂直热传输过程对气候系统吸热效率的作用

基本信息

批准号：
20K04077
负责人：
鈴木立郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海洋は気候システムの熱慣性に支配的な役割を果たし、地球温暖化時の余剰熱を吸収することで急激な気候変動を抑制するため、海洋熱吸収過程の解明は将来の気候予測に不可欠である。特に、低温・高密度の海水は高緯度の深海に沈み込み、気候システムの熱輸送に不可欠な大規模海洋循環に重要な役割を果たしている。近年の観測では、深層水の形成が弱まり、下層海洋の温度が上昇していることが指摘されている。また、国際的な気候モデル相互比較プロジェクトであるCMIP6における温暖化予測実験では、参加する多くの気候モデルにおいて、温暖化の進行に伴って深層水の形成が減少することが示唆されている。本年度は、CMIP６の国際共同研究の枠組みを利用して、海洋の熱吸収効率(OHE)と温暖化時の気温上昇の関係についてのモデル間の相互比較研究を行った。理想的な温暖化実験における海洋内部への熱輸送は、気候場における大西洋の深層循環の強さと高い相関を持っている。この深層循環の強さのモデル間のばらつきは、熱帯域などでの地表気温上昇に伴う海洋熱吸収増加と共に、温暖化時の気温上昇の予測に大きな影響がある。この成果は国際学術誌に投稿した。さらに、温暖化時のより詳細な海洋の熱的応答のメカニズムを明らかにするため、高解像度の海洋モデルの開発をすすめ、温暖化時の海面境界条件で駆動することによって、深層循環の変化が海洋上層の熱収支に与える影響の解析を進めた。また、アウトリーチとして、この高解像度モデルでトンガの気象津波の再現にも成功した。

海洋在气候系统的热惯性中发挥着主导作用，并通过吸收全球变暖过程中的剩余热量来抑制气候的快速变化，因此阐明海洋吸热过程对于预测未来气候至关重要。特别是低温、高密度的海水沉入高纬度的深海，在大范围的海洋环流中发挥着重要作用，对气候系统的热量输送至关重要。最近的观测表明，深水的形成正在减弱，低层海洋的温度正在上升。此外，在国际气候模式比对项目CMIP6进行的全球变暖预测实验中，许多参与的气候模式都表明，随着全球变暖的进展，深水的形成将会减少。今年，我们利用CMIP6国际合作研究框架，对全球变暖过程中海洋吸热效率（OHE）与气温上升关系进行了模型间比对研究。在理想的变暖实验中，进入海洋的热量传输与气候场中大西洋深层环流的强度高度相关。模型之间这种深层环流强度的变化，以及热带地区表面温度上升导致海洋吸热增加，对全球变暖期间气温上升的预测产生重大影响。研究结果已提交给国际学术期刊。此外，为了阐明全球变暖期间更详细的海洋热响应机制，我们正在开发高分辨率海洋模型，并通过全球变暖期间的海面边界条件驱动它们，可以预测深层环流的变化。分析对上层海洋层热平衡的影响。此外，作为一个外展项目，该高分辨率模型被用来成功重现汤加的气象海啸。