CMIP3/CMIP5 マルチ気候モデル におけるオホーツク海高気圧の 再現性と（将来変化）

1. 2012.3.6　第５回ヤマセ研究会＠東北大学 CMIP3/CMIP5マルチ気候モデルにおけるオホーツク海高気圧の再現性と（将来変化） 気象研究所気候研究部 遠藤洋和

2. 目的 内容 CMIP3およびCMIP5実験に参加した気候モデルのオホーツク海高気圧の再現性を調べ、ヤマセの再現性/将来変化を検討する際の基礎資料とする。将来変化の初期解析を行う。 • CMIP5マルチ気候モデル • 現在気候の再現性 • 将来変化 • まとめ

3. CMIP5マルチ気候モデル • CMIP5: 5th Phase of the Coupled Model Intercomparison Project • （第５期結合モデル相互比較実験） • CMIP5の結果はIPCC第５次報告書に使われる • CMIP5は近未来予測実験（2030年代まで）と長期予測実験（2100年までとそれ以降）からなり、それぞれ多数の実験から構成される。 • 解析対象 • 20世紀気候再現実験（historical）のうち1980～2004年 • 将来気候シナリオ実験（RCP4.5）のうち2074～2098年 多くの大気モデルの水平 解像度：　200～300km ← 最高解像度 ～60km ← 気象研 ～120km ← 気象研 20km-AGCM

4. 黒色線：　24モデル平均 緑色線：　再解析 陰影：　モデルバイアス ハッチ：　80%以上のモデル で一致した傾向 CMIP3モデルの再現性 海面気圧（気候値） ヤマセ頻度 • モデルの海面気圧は、オホーツク海付近で低く、太平洋高気圧付近で高い。 • モデルのヤマセ頻度は、再解析値と比べて少ない ヤマセ頻度： 現在気候（1981～2000年）の累年10日平均地上風において、40－45N, 142.5－155E領域で北風～東風となった頻度。 Endo (2012, 気象集誌)

5. オホーツク海高気圧 Okhotsk High index (Ogiet al., 2004) 50-60N, 140-160E 平均海面気圧 気候値（７月） ６月 83 インデックスの 上位５事例 81 89 93 98 気候平均場のオホーツク海高気圧は不明瞭 現在気候（1980～2004年） 2003年7月 03 ７月 88 93 86 98 （気象庁HPより）

6. 黒色線：　25モデル平均 緑色線：　再解析 陰影：　モデルバイアス ハッチ：　80%以上のモデル で一致した傾向 CMIP5モデルの再現性 海面気圧（SLP） 気候値 オホーツク 高発達時 （各月の上位 ５事例を合成） • 弱いオホーツク海高気圧 • 強い太平洋高気圧 • 不明瞭な梅雨前線帯の低圧域

7. オホーツク高発達時のSLP（７月） （上位５事例を合成） 再解析 ２５モデ ル平均 20km AGCM 黒色線：　合成値 陰影：　平年偏差

8. Taylor Diagramによる評価（７月） オホーツク高 が強い５事例のＳＬＰ合成値 CMIP5 CMIP3 空間相関係数 ×からの距離は unbiased RMSE に比例 空間標準偏差（再解析値で正規化）

9. 再現スコア比較　CMIP5 vs. CMIP3 R: 空間相関係数 σf : 空間標準偏差 （再解析値に対する比） R0 = 1 横軸：　モデル（スコアの高い順） 縦軸：　スコア（６月と７月の平均値） CMIP5モデルはCMIP3に比べ、上位グループのスコアが大きい一方、下位グループのスコアが小さい。　 → モデル間のスキル差が大きくなった

10. オホーツク高発達時のアノマリー（６月） ＳＬＰ T925+UV925 SST 上図と中図の 陰影とベクトルは 平年偏差 再解析 25モデル 平均 ハッチは80%以上のモデルで一致した傾向 モデル バイアス • オホーツク海高気圧が北に偏って発達する。 • オホーツク海高気圧発達に伴う寒気の南下、日本東海上の海面水温低下は、観測に比べて弱い。

11. オホーツク高発達時のアノマリー（７月） ＳＬＰ T925+UV925 SST 上図と中図の 陰影とベクトルは 平年偏差 再解析 25モデル 平均 ハッチは80%以上のモデルで一致した傾向 モデル バイアス • オホーツク海高気圧は、北に偏って発達する。 • オホーツク海高気圧発達に伴う寒気の南下、日本東海上の海面水温低下は、観測に比べて弱い。　　　←　いずれも６月と同様の傾向

12. オホーツク高発達時のアノマリー（T925, ７月） 再解析 ２５モデ ル平均 20km AGCM 黒色線：　合成値 陰影：　平年偏差 　　　のバイアス

13. CMIP3モデルの将来変化 ＳＬＰ ヤマセ頻度 ５月 ６月 ７月 ８月 横軸：　モデルＩＤ Endo (2012, 気象集誌) • SLPは、５月にオホーツク海で低下、８月に中緯度太平洋で低下（太平洋高が弱化）する傾向。 • ６月と７月の日本付近のSLPは、モデル間で一致した変化はない。 • ヤマセ頻度は、5月に減少、8月に増加するモデルが多い。 等値線：　24モデル平均 陰影：　正の将来変化を示すモデル数

14. CMIP5モデルの将来変化 ＳＬＰ ５月 ６月 ７月 ８月 • SLPは、５月にオホーツク海で低下、８月に中緯度太平洋で低下（太平洋高が弱化）する傾向。 　← CMIP3と同様 • SLPは、６月と７月に日本付近やオホーツク海で低下する傾向。← CMIP3と異なる 等値線：　20モデル平均 陰影：　正の将来変化を示すモデル数

15. まとめ • CMIP5モデルの日本周辺の気候平均海面気圧は、CMIP3モデルと同様のバイアス（オホーツク海で低く、太平洋で高い）をもつ。 • CMIP5モデルのオホーツク海高気圧は、観測に比べて弱く、北に偏って発達する。これに伴い、オホーツク海高気圧発達に伴う寒気の南下や日本東海上の海面水温低下は、観測に比べて弱い。 • 将来気候における、５月のオホーツク海の気圧低下、８月の太平洋高気圧弱化は、CMIP5モデルとCMIP3モデルで共通した特徴。