DATE2021.10.13 #プレスリリース

“マッデン・ジュリアン振動” の「引き金」を特定

―世界の天候に影響する巨大雲群発生の鍵は赤道上空の大気波動―

海洋研究開発機構

お茶の水女子大学

東京大学

概要

国立研究開発法人海洋研究開発機構地球環境部門環境変動予測研究センターの高須賀大輔ポストドクトラル研究員、お茶の水女子大学の神山翼助教、東京大学の三浦裕亮准教授、末松環特任研究員は、熱帯域で巨大な積乱雲群として観測されるマッデン・ジュリアン振動 (MJO) が熱帯インド洋でどのように発生するかを解析などした結果、高度約10kmの上空を伝わる大気中の“波”（周期的な大気変動）の増幅がMJO発生の引き金であることを初めて突き止めました。

MJOは、熱帯域の日々の天気を大きく左右するほか、世界規模で異常気象をもたらす要因となるエルニーニョ現象の発生や終息、日本を含む中緯度域に来襲する熱帯低気圧の発生にも関係するため、我々の生活とも無縁ではありません。MJOの発生メカニズムを解明することで、MJOとそれに関連した上記の現象の予測精度向上が期待される一方、MJOの発生を特徴付ける雲群の形成は水蒸気・気温・風の変動が複雑に関係し合って実現されるものであり、それらのプロセスをときほぐした明快な理解には至っていませんでした。

本研究では、MJOを現場観測した際に得られたデータの解析や、熱帯大気の運動を計算するシミュレーションを通じ、特に風の変動に着目することで、MJOの発生を説明する全く新しい見方を提案しました。具体的には、MJO発生前に熱帯インド洋のはるか上空で観測される数日周期の大気波動「混合ロスビー重力波」が、インド洋西部上空で増幅することをきっかけに大気の下方にまで伝わり、その結果、地面付近に風の変動が促されてインド洋でのMJOの雲群を発生させることを初めて明らかにしました。また、このプロセスの引き金である「インド洋西部上空での混合ロスビー重力波の増幅」は、年間を通してインド洋上に存在する大気循環（ウォーカー循環）の影響を受けて引き起こされることも示しました。

MJO自体は積乱雲を主役とする約1〜2ヶ月周期の現象であるため、その解釈の際には積乱雲ができ始める大気下層の数十日単位の変動が注目されがちでしたが、本成果はその定説を覆し、「はるか上空におけるMJOの周期とは異なる変動」にこそMJOを発生させる種があることを初めて示すものです。この知見は、MJOの発生タイミングの予測に活用できるほか、天気予報や気候予測に使われているシミュレーションの再現性の評価や改善に有用であると期待されます。

図：マッデン・ジュリアン振動 (MJO) を捉えた衛星画像（2006年12月29日の画像: Miura et al. [2007, Science] に示された要領で作成）。もともとインド洋西部で発生したMJOに伴う巨大な雲群がインド洋東部からインドネシアに差し掛かっており、この後、太平洋に向かって東に進んでいく。画像左端の赤道付近にある緑色の星印は、本研究で用いた現場観測データの取得地（ガン島）を示す。

本成果は、米国地球物理学連合が発行する専門誌「Geophysical Research Letters」に10月13日付け（日本時間）で掲載されました。また本研究は、日本学術振興会科学研究費補助金（20J00605, 20H05728, 19K23460, 20K14554, 16H04048, 20B202, 20H05729, 21K13991) の助成を受けて実施されました。

詳細については、海洋研究開発機構のホームページをご覧ください。