概要

地球環境学分野には専属教員として田中博（生命環境・地球環境科学教授）と日下博幸（同講師）の2名が在職し、他に木村富士男（生命環境・地球環境科学教授）と橋本哲男（生命環境・構造生物教授）の2名が学内共同研究員として、そして鬼頭昭雄（気象研究所気候研究部）が学外共同研究員として研究体制を構築している。

地球環境学分野における主な成果として、これまでESでしか走らないとされた全球雲解像モデルNICAMの7km解像度（Gl=10）モデルが筑波大学の計算機システムで実行可能となった。北極振動、北極低気圧、ブロッキング、熱帯低気圧などの具体的な研究が開始され、NICAM-LETKFを開発した。また、国際会議ISAR-1を開催した。大気大循環研究と並んで領域気象モデルWRFを用いたメソ気象シミュレーションが行われ、都市が降水に及ぼす影響評価、つくば市のヒートアイランド、首都圏の気候再現計算、都市キャノピーモデルの開発などが行われた。地球環境学分野として査読付き原著論文8編、報告書類19編、招待講演3件、学会発表等32件が行なわれた。

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これまでの成果

田中

  1. 北極振動とブロッキング高気圧の力学的成因と将来予測に関する理論的および解析的研究の推進。
  2. 次世代型全球雲解像モデルNICAMの移植と開発。NICAMの水平解像度を224km (gl=5)から7km (gl=10)まで順次上げて、これまでESでしか走らなかったNICAMを筑波大学のPCクラスタ上で実行可能にした。
  3. 究極の4次元同化法といわれるアンサンブルカルマンフィルターを筑波大学で開発した順圧大気大循環モデル(順圧Sモデル）とNICAMに適用し、NICAM-LETKFの実装を行った。
  4. 大気大循環の3次元ノーマルモードエネルギー論の展開。ロスビー波の飽和理論による順圧エネルギースペクトルE=mc2の理論検証。
  5. 第1回国際北極研究シンポジウム(ISAR-1)の開催（実行委員長）。参加者は総勢１９０名、（海外11カ国から59名、日本人131名）で、北極海の海氷激減に関するシンポジウムステートメントを発表。

日下

  1. 都市が降水におよぼす影響評価
  2. つくば市のヒートアイランドの実態調査
  3. 首都圏の気候再現計算の精度検証：将来予測に向けて
  4. 都市キャノピーモデルの開発

今後の計画

田中

  1. 全球雲解像モデルNICAMを用いて、北極低気圧の形成発達過程の研究を行い、近年の北極海海氷の激減との関係を調べる。
  2. 全球雲解像モデルNICAMを用いて、アンサンブルカルマンフィルターによる4次元同化実験を行う。
  3. NICAM高解像度モデルによる実験結果から、大気の3次元スペクトルエネルギー解析を行う。
  4. 筑波大学順圧SモデルおよびIPCC気候モデルを用いて地球温暖化と北極振動との関係を調べる。
  5. 筑波大学順圧Sモデルを用いて、北極振動の特異固有解理論を進展させる。

日下

  1. 領域気候モデルWRFを用いて、地球温暖化と都市のヒートアイランドにともなう日本全体および首都圏の気候の将来予測を行う。日本全体については、空間分解能20km、首都圏については、空間分解能4km以下の将来な予測を行う。
  2. 過去5年間の夏を対象に、WRFを用いて都市域で発生する豪雨と都市のヒートアイランドの関係を調査する。
  3. 多治見猛暑時の気象場の実態を調査するとともに、そのメカニズムの解明を行う。
  4. つくば市内40ヵ所に温度計を設置し、つくば市のヒートアイランドの実態調査を行うとともに、その要因を調査する。
平成20年度・発表論文

田中

  1. Watarai, Y. and H.L. Tanaka 2008: Characteristics of the JRA-25 dataset from the viewpoint of global energetics. International Conf. on Reanalysis. February 2008, Tokyo Japan.
  2. 田中博 2008: 異常気象をもたらす北極振動の解明とその予測（第３報）. アサヒビール学術振興財団研究紀要、地球環境科学.
  3. 田中博 2008: 地球温暖化予測のための気象シミュレーション：気象モデルへの逆問題の応用. 統計数理研究所、 21世紀の診断工学とその周辺(6), 99-112.
  4. Byun, H.R., H. L. Tanaka, H. Michalopoulou, R.P. Pandey and D. Azzaya 2008: A study on ice control for the production of 5th-generation water resources and the arrest of global warming. Asia-Pacific J. Atmos. Sci., 44, 137-146.
  5. 田中博 2001: カオスの壁を越える天気予報への挑戦. 数理解析研究講究録 1209, 10-17.
  6. Matsueda, M. and H. L. Tanaka, 2008: Can MCGE Outperform the ECMWF Ensemble? SOLA, 4, 77-80.
  7. 田中博 2008: ロスビー波の砕波と飽和理論によるブロッキングと北極振動の励起メカニズム. 日本流体力学会年会2008.
  8. Tanaka, H.L., 2008: The First International Symposium on the Arctic Research: Drastic Change under the Global Warming, Preface. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 1-2.
  9. Tanaka, H.L., and M. Ohhashi, 2008: Mechanism of the Decadal-Scale Variation of the Arctic Oscillation Index. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 20-23.
  10. Ohhashi, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Analysis of Arctic Oscillation Simulated by Global Warming Prediction Models. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 222-225.
  11. Terasaki, K. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Spectral energetics analysis of the general circulation of the atmosphere in the vertical wavenumber domain. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 230-233.
  12. Seta, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Research of forcing sources causing the blocking high related to the Okhotsk high. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 249-252.
  13. Kondo, K. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Influence of local ensemble transform Kalman filter with the NICAM on high latitudes. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 226-229.
  14. Kato, S. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Prediction experiments of the Arctic Oscillation index using a barotropic general circulation model. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 241-244.
  15. Ikeda, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Positive feedback between polar jet and polar mode of baroclinic instability. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 210-213.
  16. Fujiwara, F. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Interaction between the baroclinically unstable wave and the subtropical and polar-frontal jets. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 234-237.
  17. Takahashi, S. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Dynamics and statistics of cyclones over the Arctic Ocean compared with extra-tropical cyclones. Proc. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. 214-217.
  18. 田中博, 2008: 日本の異常気象と北極振動の関係. 2008年度雪氷防災研究講演会報文集、防災科学技術研究所、雪氷防災研究センター. 1-6
  19. 田中博, 2009: 異常気象をもたらすと北極振動の力学. 「てんきすと」, 第56号, 2009年1月, 1-3.
  20. Kondo, K. and H. L. Tanaka 2009: Comparison of the extended Kalman filter and the ensemble Kalman filter using the barotropic general circulation model. J. Meteor. Soc. Japan, 87, Accepted.

日下

  1. Kusaka, H., (2008) Recent progress on urban climate study in Japan: Geograph. Rev. Japan, 81, 361-374.
  2. Ohashi, Y., T. Kawabe, Y. Shigeta, Y. Hirano, H. Kusaka, H. Fudeyashu, and K. Fukao (2008) Thermal Environments in Commercial and Residential Spaces in Okayama City, Japan, Using the Wet-Bulb Globe Temperature Index. Evaluation of Urban. Theoretical and Applied Climatology, 95, 279-289.
  3. Suga, M., R. Oda, H. Kusaka, and M. Kanda (2009) Impacts of anthropogenic energy and urban canopy model on urban atmosphere, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 53. (印刷中).
  4. 日下博幸・大庭雅道・鈴木智恵子・林陽生・水谷千亜紀（2009)冬季晴天日におけるつくば市のヒートアイランド：予備観測の結果．日本ヒートアイランド学会論文集, 4, 10-14.
  5. 畔柳秀匡・大橋唯太・亀卦川幸浩・岡和孝・重田祥範・平野勇二郎・日下博幸・Fei Chen (2009) 街区構造と電力需要の違いが都市熱環境に及ぼす影響―大阪市街地を対象にした解析―. 水工学論文集, 53, 289-294.
  6. 日下博幸(2008)　ヒートアイランド気象学事始め（２）．　日本ヒートアイランド学会誌，3, 36-39.
  7. 日下博幸(2009) 領域気象モデルWRFについて．　ながれ, 28, 2月号 (印刷中)
これまでの成果へ
平成20年度・学会発表（招待講演，国際会議，国内学会等）

田中

  1. 田中博, 2008: 日本の異常気象と北極振動の関係. 2008年度雪氷防災研究講演会、防災科学技術研究所.（招待講演）
  2. 田中博、2008: 気象学とカオス、日本気象学会秋季大会、大気象サイエンスカフェ.（招待講演）
  3. Tanaka, H.L., and M. Ohhashi, 2008: Mechanism of the Decadal-Scale Variation of the Arctic Oscillation Index. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan. (基調講演）
  4. 田中博 2008: ロスビー波の砕波と飽和理論によるブロッキングと北極振動の励起メカニズム. 日本流体力学会年会.
  5. Tanaka, H.L., 2008: The First International Symposium on the Arctic Research: Drastic Change under the Global Warming, Opening Address. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  6. Ohhashi, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Analysis of Arctic Oscillation Simulated by Global Warming Prediction Models. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  7. Terasaki, K. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Spectral energetics analysis of the general circulation of the atmosphere in the vertical wavenumber domain. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  8. Seta, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Research of forcing sources causing the blocking high related to the Okhotsk high. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  9. Kondo, K. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Influence of local ensemble transform Kalman filter with the NICAM on high latitudes. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  10. Kato, S. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Prediction experiments of the Arctic Oscillation index using a barotropic general circulation model. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  11. Ikeda, M. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Positive feedback between polar jet and polar mode of baroclinic instability. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  12. Fujiwara, F. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Interaction between the baroclinically unstable wave and the subtropical and polar-frontal jets. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.
  13. Takahashi, S. and H.L. Tanaka, H.L., 2008: Dynamics and statistics of cyclones over the Arctic Ocean compared with extra-tropical cyclones. First International Symposium on the Arctic Research, Nov. 4-6, 2008, Miraikan, Tokyo, Japan.

日下

  1. 日下博幸・足立幸穂・木村富士男・原政之・羽入拓朗（２００８）領域気候モデルを用いた将来の都市気候予測．日本地理学会秋季大会．
  2. 日下博幸・北畑明華（２００８）寒冷前線通過時の降水パターンのメカニズムの解明．日本地理学会秋季大会.
  3. 日下博幸・秋本祐子（２００８）２００７年８月１６日多治見猛暑の数値シミュレーション．日本ヒートアイランド学会全国大会．
  4. 日下博幸・大庭雅道・鈴木智恵子・林陽生（２００８）冬季晴天日におけるつくば市のヒートアイランド現象－予備観測の結果－．日本ヒートアイランド学会全国大会．
  5. 日下博幸・秋本祐子（2008)スカイスポーツのための局地気象研究：筑波山フライトエリアで発生するアーベントテルミックの要因解明．日本気象学会春季大会．
  6. 局地風の数値シミュレーションの現状と課題.第49回気候影響・利用研究会シンポジウム.
  7. 高根雄也・大橋雄太・亀卦川幸浩・岡和孝・重田祥範・平野勇二郎・日下博幸・Fei Chen・Mukul Tewari・Shiguang Miao (2008) 夏季に大阪平野で発達する局地循環と都市化が地域の気候場の形成に及ぼす影響-大気境界層の熱・水収支の解析-．日本ヒートアイランド学会全国大会．
  8. 高根雄也・日下博幸・原政之・足立幸穂・木村富士男（2008)熊谷猛暑の形成メカニズム－2007年8月16日の事例解析．日本ヒートアイランド学会全国大会.
  9. 髙根雄也，大橋唯太，亀卦川幸浩，岡和孝，平野勇二郎，日下博幸，Fei CHEN，Mukul TEWARI，Shiguang MIAO，2008：夏季に大阪平野で発達する局地循環と都市化が地域の気候形成に及ぼす影響-大気境界層の熱・水収支解析，日本気象学会2008年度秋季大会.
  10. 高根雄也(2008)2007年8月16日に発生した熊谷猛暑の形成メカニズム．第49回気候影響・利用研究会シンポジウム.
  11. 髙根雄也，日下博幸，原政之，秋本祐子，木村富士男，足立幸穂，2008：2007年8月16日に発生した熊谷猛暑の形成メカニズム-WRFモデルを用いた熱収支解析，日本気象学会2008年度秋季大会.
  12. 池田亮作・日下博幸(2008)簡略化した多層都市キャノピーモデルの開発．日本ヒートアイランド学会全国大会．
  13. 宮由可子・日下博幸(2008)鉛直構造に着目した空っ風の気候学的研究.第49回気候影響・利用研究会シンポジウム.
これまでの成果へ
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba