発表論文

Summertime land–sea thermal contrast and atmospheric circulation over East Asia in a warming climate—Part II: Importance of CO2-induced continental warming

著者
Kamae Y., Watanabe M., Kimoto M., Shiogama H.
雑誌名
Clim. Dynam.
DOI
10.1007/s00382-014-2146-0
概要

In this the second of a two-part study, we examine the physical mechanisms responsible for the increasing contrast of the land–sea surface air temperature (SAT) in summertime over the Far East, as observed in recent decades and revealed in future climate projections obtained from a series of transient warming and sensitivity experiments conducted under the umbrella of the Coupled Model Intercomparison Project phase 5. On a global perspective, a strengthening of land–sea SAT contrast in the transient warming simulations of coupled atmosphere–ocean general circulation models is attributed to an increase in sea surface temperature (SST). However, in boreal summer, the strengthened contrast over the Far East is reproduced only by increasing atmospheric CO2 concentration. In response to SST increase alone, the tropospheric warming over the interior of the mid- to high-latitude continents including Eurasia are weaker than those over the surrounding oceans, leading to a weakening of the land–sea SAT contrast over the Far East. Thus, the increasing contrast and associated change in atmospheric circulation over East Asia is explained by CO2-induced continental warming. The degree of strengthening of the land–sea SAT contrast varies in different transient warming scenarios, but is reproduced through a combination of the CO2-induced positive and SST-induced negative contributions to the land–sea contrast. These results imply that changes of climate patterns over the land–ocean boundary regions are sensitive to future scenarios of CO2 concentration pathways including extreme cases.

四季の変化に富む日本の気候は、西側のユーラシア大陸と南側の太平洋から大きな影響を受けて形成されています。20世紀半ば以降のユーラシア大陸上の気温上昇は、太平洋上よりも大きく、今後もその傾向は強まると考えられています[1]。大陸上と海洋上の気温上昇量の違い(海陸昇温コントラスト)は、それに応じた大気の循環パターンの変化を通して、東アジアを含む世界各地の気候に大きく影響します。

世界中の気候モデルで実施された実験結果を調べると、夏季の北半球中・高緯度で形成される海陸昇温コントラストは、大気中の温室効果ガス(主にCO2)濃度の上昇により、直接的に陸が暖められることが主な原因であることがわかりました。これは、低緯度では海面の水温上昇の影響が効率よく陸上の大気に伝わるのに対し、中・高緯度では海の影響が陸上の大気に伝わりにくいためです[2]

人間活動によって、大気中のCO2濃度が一定のスピードで上昇し続けても、自然のゆらぎの影響で、海面の水温上昇は一定のスピードでは進みません[3]。海と陸の温度上昇それぞれが果たす役割の違いに注目することで、気候変化のメカニズムをより詳しく解明することができます。