水同位体領域気候モデルによるチベット高原での水蒸気起源・標高・気候の関連性の解明

利用水同位素区域气候模型阐明青藏高原水汽来源、海拔和气候之间的关系

• 批准号: 11F01369
• 负责人: 芳村 圭
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01369/
• 关键词: 水安定同位体比; 降水量分布; PNAパターン; 大気大循環; 古気候; 太陽活動変化; 気候モデル; 降水同位体比; 気候変動; 大循環モデル; 水蒸気輸送過程; 気候復元; ブロッキング

H25年度は、H24年度から引き続き、同位体大循環モデルのシミュレーション結果と観測の比較及び同位体比の時空間変動メカニズムの解明を継続した。具体的な項目は、以下の通りである。それぞれの項目で著名な科学雑誌(うち一つはNature Communications誌)に投稿し、掲載が決まっている。1. SCIAMACHYから得られた東アジアでの水蒸気同位体比時空間分布に関する研究本研究では、SCIAMACHYという人工衛星搭載型赤外線分光センサーから得られた水蒸気同位体比の東アジア域における時空間変動と東アジアモンスーンの北限について研究している。北緯35度を境に、水蒸気同位体比と気温の季節変化の相関性が逆転することを発見し、そこから現行気候における東アジアモンスーンの影響範囲を見積もりつつ、気候変動に伴う北限の変動について示唆を加えている。この結果は、Science in China Series E誌に投稿し、採択された。2. 完新世中期から後期にかけた北アメリカ大陸におけるPMA型テレコネクションパターンの変化本研究では、北アメリカ大陸における古気候プロキシデータと同位体大循環モデルによるタイムスライスシミュレーション結果を収集・解析し、完新世中期(約8000年前)と完新世後期(現代)では、完新世中期にはより負のPNAパターンが強かったことを発見した。こういった平均場の違いに加え、約200年周期のPNAパターンに類似した振動があることがわかり、それはde Vriesサイクルと呼ばれる太陽活動の周期と同調していることを指摘した。この結果は、Nature Communications誌に投稿し、採択された。3. 太平洋北アメリカパターンによる北アメリカ冬季の気候に及ぼす太陽活動の影響本研究では、太陽活動の11年周期とPNAパターンの強弱の振動との関係性について調べたものである。その結果、PNAパターンは太陽活動と気候を結びつける重要なパイプのような役割を担っていることがわかった。太陽活動が強い年には、より負のPNAパターンが大気に現れる。しかし太陽活動が弱い年には、正のPNAパターンが大気に表れるもその影響は太陽活動が強い年ほどではない。このような解析は、過去の大陸スケールの気候変化の詳細分析につながるほか、古気候データの解釈の向上に役立つと考えている。この結果はEnvironmental Research Letters誌に投稿し、採択された。

2017财年，我们继2014财年的基础上，继续将同位素大气环流模型的模拟结果与观测结果进行比较，阐明同位素比值的时空变化机制。具体事项如下。每篇文章均已投稿至知名科学期刊（其中之一是Nature Communications），并已决定发表。 1. SCIAMACHY 获取的东亚水汽同位素比值时空分布研究 在这项研究中，我们研究了卫星安装的红外光谱传感器 SCIAMACHY 获取的东亚水汽同位素比值的时空变化。东亚季风的极限。我们发现，水汽同位素比值与气温季节变化之间的相关性在北纬35度处发生逆转，据此我们估算出东亚季风对当前气候的影响范围，并研究由于气候变化添加建议。该成果已提交至中国科学E系列并被接受。 2 全新世中晚期北美地区PMA型遥相关模式的变化本研究利用同位素大气环流模型收集并分析了北美地区的古气候代理数据和时间片模拟结果。全新世中期（约8000年前）和全新世晚期（今），负PNA模式在全新世中期更强。除了平均场的这些差异之外，他们还发现了类似于大约 200 年 PNA 模式的振荡，他们指出这种振荡与称为德弗里斯周期的太阳活动周期同步。结果提交至《Nature Communications》杂志并被接受。 3. 太阳活动通过北美太平洋格局对北美冬季气候的影响在这项研究中，我们研究了太阳活动11年周期与PNA格局强度振荡之间的关系。结果表明，PNA 模式作为连接太阳活动和气候的渠道发挥着重要作用。在太阳活动强烈的年份，大气中会出现更为负面的 PNA 模式。然而，在太阳活动较弱的年份，大气中会出现正的PNA模式，但效果不如太阳活动较强的年份那么强。我们相信，此类分析不仅有助于对过去大陆尺度的气候变化进行详细分析，而且有助于改进对古气候数据的解释。结果提交给《环境研究快报》杂志并被接受。

项目成果

Winter precipitation isotope slopes of the contiguous USA and their relationship to the Pacific/North American (PNA) pattern

美国本土冬季降水同位素斜率及其与太平洋/北美 (PNA) 模式的关系

• DOI: 10.1007/s00382-012-1548-0
• 发表时间: 2013-07
• 期刊: Climate Dynamics
• 影响因子: 4.6
• 作者: Liu, Zhongfang;Bowen, Gabriel J;Welker, Jeffrey M.;Yoshimura, Kei
• 通讯作者: Yoshimura, Kei

Paired oxygen isotope records reveal modern North American atmospheric dynamics during the Holocene

成对氧同位素记录揭示了全新世现代北美大气动力学

• DOI: 10.1038/ncomms4701
• 发表时间: 2014-04
• 期刊: Nature Communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Nikolaus H Buenning;Camille Risi;Jeffrey M Welker;Fasong Yuan
• 通讯作者: Fasong Yuan

GCM-based analysis of Pacific/North American (PNA) teleconnection controls on precipitation isotopes across the contiguous USA

基于 GCM 的太平洋/北美 (PNA) 遥相关分析对美国本土降水同位素的控制

• 发表时间: 2012
• 作者: Zhongfang Liu;Kei Yoshimura;Gabriel J Bowen and Jeffrey M Welker
• 通讯作者: Gabriel J Bowen and Jeffrey M Welker

Modern monsoon extent and moisture dynamics over eastern Asian : evidence from precipitation and water vapor isotopes

东亚现代季风范围和水分动态：来自降水和水汽同位素的证据

• 发表时间: 2013
• 作者: Liu;Z.;K. Yosnimura;G. J. Bowen;L. Tian
• 通讯作者: L. Tian

天気と気象についてわかっていることいないこと

关于天气和气候我们不知道的事情

• 发表时间: 2013
• 作者: Zhongfang Liu;Kei Yoshimura;Gabriel J Bowen and Jeffrey M Welker;Do Nam Hoai;筆保弘徳・芳村圭(編)
• 通讯作者: 筆保弘徳・芳村圭(編)