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気候変動科学分野  中村研究室

ビッグデータ解析と多様な数値シミュレーションで気候系の形成・変動や異常気象の予測可能性を理解する

大気と海との相互作用から気候変動を読み解く

地球の気候は大気と海洋が互いに影響し合って形成され、常に変動します。つまり、気候系自体のカオス的な性質に起因する自然変動(揺らぎ)が、人為起源の地球温暖化など外部強制への応答としての長期変化に重畳しているのです。よって、社会に大きく影響し得る異常気象や気候の将来変化の探究には、地球温暖化とともに自然変動と その予測可能性の理解を深めることが不可欠で、それこそが当研究室 が探究する課題です。

私たちの研究に不可欠なのは気候系の観測データです。地球の大気と海洋全体を格子状に3次元に分割し、各格子点での風・気温・湿度・雲・降水や海流・水温・塩分、さらには海氷被覆や海洋から大気への熱・水蒸気供給などを過去から現在まで記録したものですから、必然的にビッグデータになります。一方、コンピュータシミュレーションも、気候の将来変化の研究は勿論、気候系内で複雑に相互作用する多様な過程の理解を深める上で不可欠です。特に、自然変動のカオス性を考慮し、初期状態をわずかずつ何通りも変えて行う「アンサンブル実験」は,気候変動や異常気象における因果関係を明確化し,予測可能性を評価する上で極めて有効です。これらも謂わば、幾つもの「擬似地球」の巨大データセットと呼ぶべきものです。

私たちはこれらの巨大なデータを多様な角度から切り取り、統計解析や理論に基づく力学診断、目的に応じた多彩な数値気候モデル実験を通じて、気候システムで起こる様々な時空間規模の現象のメカニズムや予測可能性の解明を目指しています。

2010年8月に日本に記録的猛暑をもたらした上空の高・低気圧の波列
2010年8月に日本に記録的猛暑をもたらした上空の高・低気圧の波列
黒潮やメキシコ湾流に沿った活発な大気海洋相互作用
黒潮やメキシコ湾流に沿った活発な大気海洋相互作用
北極海氷減少がアジアにもたらす寒波 1.バレンツ海・カラ海の海氷が融ける 2.それまでより高気圧に 3.北よりの風が冷たい空気を中緯度に運ぶ
北極海氷減少がアジアにもたらす寒波

メンバー

  • 中村 尚 教授
  • 専門分野:気候変動力学、大気海洋相互作用、異常気象の力学
助  教 森 正人
特任助教 宮坂 貴文
<2019年5月現在>

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