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研究紹介

センターでの研究

局域水循環過程研究部門

多圏にまたがる水循環システムのプロセスを、観測、データ解析、数値モデリングにより研究しています。 特に、雲・降水システムの力学過程や微物理過程、大気・陸面・海洋間の相互作用や植生(生物過程)と、水循環過程との関連の研究を推進しています。
観測的研究では、多圏にまたがる水循環システムを対象として多面的、かつ総合的に観測を行います。梅雨前線や台風の観測される東シナ海から 日本列島にわたる地域において、マルチパラメータレーダを用いた降水システムの観測をフィールドで行っています。一方、領域水循環(雲解像)モデルを開発し、 豪雨や豪雪をもたらす降水システム、台風、竜巻などの構造とメカニズムについての研究も行っています。さらに、より広い領域の水循環を支配する アジアモンスーンの変動を日変化から経年変動の時間スケールで、その実態とメカニズムについての研究を、観測データの解析や気候モデルによる数値実験などを 通じて行っています。地上観測網の及ばない領域の雲・降水活動については人工衛星を駆使した解析に取り組み、地球上の多様な環境にまたがる水循環過程の包括的な理解を目指しています。
観測とモデリングを相補的に活用する研究分野の開拓の一環として、雲解像モデルを用いた数値実験の結果に対して地上観測データ、衛星観測データによる 検証方法の確立も目指しています。このように各地域における水循環システムに関する観測や数値モデリングによって得られたデータは、全国共同利用施設として、 多方面の研究者に公開しています。これらの多圏にまたがるプロセスや相互作用に関する研究を継承・発展させ、総合的な水循環システムの解明をめざします。

【坪木 和久】 気象学研究室 教授
気象学の一つの側面として地球を科学する学問という面があります。たとえば日常的に経験する雨についてさえも、不可思議で路なることがたくさんあります。 科学の多くの分野がそうであるように、気象学もまた自然界に存在するみえない物や現象をみようとして発展してきました。 私はあるときは観測装置を用いて、 またあるときは計算機の力を借りて、雲や降水といった地球の、特に大気中の水循環について、みえないものをみたり そこに潜むからくりを解き明かしたいと研究をしています。

【篠田 太郎】 気象学研究室 准教授
積乱雲の発達過程と内部構造に注目して、レーダーなどを用いた観測と数値実験を用いて研究を行っています。 特に、対流混合層(大気境界層)の上部で発達する好天積雲が 深い対流雲(積乱雲)に発達できる条件について、地表面の条件と中層の水蒸気量に注目しています。 今後はさらに、境界層過程、雲物理過程に対するパラメタリゼーションの改良を目指して、観測と数値実験を行っていきます。またデータ同化手法を用いた数値実験の ための初期値作成についても研究を行っています

【高橋 暢宏】 雲降水センシング研究室 教授
地球温暖化等による気候変動は、私たちの生活に対しては気温の変化だけでなく、雨の降り方や雨量、日照時間などに大きな変化をもたらすと考えられています。これらを生活規模やさらには地球規模で把握するためには高度なリモートセンシング技術の利用が不可欠です。そこで、雲や降水(雨・雪)の様々なスケールの現象の把握を目指し、最新のリモートセンサある衛星搭載のレーダ(TRMM, GPM, CloudSat, EarthCARE等)から地上設置のレーダ(MPレーダ、雲レーダ等)を利用した研究を実施しています。特に、衛星データを用いた雲物理量の導出手法や高速三次元観測レーダを用いた研究等を行っています。

【増永 浩彦】 雲降水気象学研究室 准教授
雲と降水は周囲の気候の変化を敏感に映し出す鏡であると同時に、気候の形成そのものに積極的に関与します。地球全体にあまねく分布する雲・降水の振る舞いを 注意深く観察することから、地球気候の成り立ちをより深く理解することを目指して研究を進めています。研究手法としては、降水レーダやマイクロ波放射計といった 衛星観測データ解析を中心に据えつつ、数値モデルなども用いた多面的なアプローチで取り組んでいます。さらに、衛星データ解析アルゴリズムの開発研究を通じて、 国際協力のもとで立案中の地球観測衛星プロジェクトにも貢献していきたいと考えています。

広域水循環変動研究部門

多圏にまたがる水循環システム全体としての変動の実態とその機構を、水循環過程、物質循環過程のみでなく、生物過程の働きにも着目して、 人工衛星データ等の解析、広域数値モデルなどにより研究します。データ解析は、各種衛星データ、その他の不均質な観測データを、数値モデルを用いて 共通の格子データに融合化した上で行います。
水循環システムは、様々な外的要因の変化に応答して変動するのみでなく、システム自らが持つ内的要因の変化に応じても変動するため、 データ解析によりシステム全体の変動における各パラメータの対応関係を明らかにすると共に、広域数値モデルによる感度実験も併用して、システムの変動気候を解明します。

【檜山 哲哉】 生物圏気候システム研究室 教授
環北極陸域(シベリア・北欧・北米)、東アジア湿潤域、南部アフリカ半乾燥域の陸域水循環を研究しています。特に力を入れているのは環北極陸域です。 なぜならば、温暖化は北極域や環北極陸域で顕著に進行しているからです。北極海の海氷面積がユーラシア大陸側で顕著に減少していることで、 環北極陸域の水循環も大きく変動しているのです。そこでこの地域の水循環変動とそれが地域住民に及ぼす影響を、水文学・気象学・気候学・凍土学・生態学・人類学の知見を 総動員して研究しています。水文学的には、降水量、河川流量、大気再解析データを解析しつつ、蒸発散量や二酸化炭素交換量など、いわゆるフラックス観測も行っています。 また共同研究として、環北極陸域に着目する人類学者と連携しながら、社会適応に関わる研究を進めています。一方、降水量の変動が非常に大きい南部アフリカ(ナミビア)では、 作物学や開発学の研究者と共同しながら、洪水と干ばつに対応可能な水-食料安全保障の研究を進めています。

【熊谷 朝臣】 生物圏気候システム研究室 准教授
生物の生き様は物理環境に支配されながら、その物理環境も生物によって影響を受けます。陸上生態系におけるこのような相互作用について、
大気-植生-土壌を通したエネルギー・物質の流れを調べることを基本として、生物の細胞から群集までの空間スケールで研究を行っています。
特に東南アジア熱帯林における気候変動や土地利用変化が地域の水・炭素循環に及ぼす影響を解明するために、詳細な微気象観測、熱・水・二酸化炭素フラックス観測、
生理生態学観測を実行し、これらの観測結果を利用した数理モデルを活用した解析を行っています。

【藤波 初木】 生物圏気候システム研究室 講師
夏季アジアモンスーン域における対流活動の時空間変動と、それに関係する大気循環場の変動プロセスを解明するため、衛星データ、全球客観解析データ、現地観測データを 用いて研究しています。特に陸上のモンスーン域(チベット高原、中国平野部、ネパール、バングラデシュ等)に着目しています。 時間スケールとしては日変化、季節内変動、季節変化、年々変動までを対象にしています。地形や植生などの陸面状態にも注目し、それらが対流・降水活動の変動と どのように関係しているのかも解析していく予定です。

【石坂 丞二】 衛星生物海洋学研究室 教授
海洋の一次生産に関して、衛星リモートセンシングや船舶による海洋観測、過去のデータ解析などの手法を使って研究しています。 海洋の一次生産は顕微鏡サイズの植物プランクトンによっていとなまれていますが、これは海洋生態系におけるエネルギーや二酸化炭素をはじめとした物質輸送の基礎をになっています。 現在は特に、陸上からの淡水や栄養分の供給等への人間による直接的な環境変化と、海流や風等の気候変動の影響を受けやすい、沿岸域での一次生産の変動に焦点をあてています。 東シナ海や日本海、有明海などの研究を行ってきていいますが、今後は伊勢湾・三河湾の研究も行う予定です。

【三野 義尚】 衛星生物海洋学研究室 助教
海洋の炭素循環は大気中の二酸化炭素濃度を決定することから、全球規模の気候システムの形成にも大きく影響すると言えます。私は、その海洋中の炭素循環における生物活動の役割について、 調査研究を行っています。具体的には、海洋表層における有機物の生産過程(基礎生産)と表層から深層への有機物の輸送過程に着目し、同位体解析などの地球化学的手法を用いて、 それらの変動メカニズムの解明を目指しています。今後は、調査船などによる海洋観測に加え、研究室における藻類株の培養実験などから、地球温暖化に起因する環境変化に対する 藻類の生理学的な応答について研究を行う予定です。


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