報告書番号

V08001

タイトル（和文）

CCSM3で予測された異なる気候変化シナリオにおけるエルニーニョ南方振動の変化

タイトル（英文）

Possible Responses of ENSO Behavior Simulated by CCSM3 under Different Climate Change Scenarios

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

異なる気候変動シナリオを用いて、エルニーニョ/南方振動（ENSO)がどのように変化するか検討した。当所が実施した温暖化予測のうち、IPCC-SRESのシナリオA1B、B1に加えて、単純なオーバーシュートシナリオについて３メンバーのアンサンブルシミュレーションを行なった結果を分析した。
温室効果ガスが増加すると、B1、A1Bならびにオーバーシュートシナリオでは、ENSOの振幅は20世紀のシミュレーションと比べて、それぞれ約14％、26％、ならびに8％減少する。これは、温暖化により赤道域の水温躍層が深くなり成層が弱くなるためと考えられる。予測期間の最後の100年間では、オーバーシュートシナリオとB1シナリオの温室効果ガス濃度が同じであるにもかかわらす、オーバーシュートシナリオにおけるENSOの振幅がB1より大きいことは注目に値する。オーバーシュートシナリオでは、東部太平洋赤道海域にB1よりも強い水温躍層が生じるため、ENSOの振幅が大きくなっている。
A1Bシミュレーションでは、ENSOの卓越周期は2年から4～8年へ変化している。しかし、B1とオーバーシュートシナリオでは、周期の変化はみられない。A1Bシナリオでは、熱帯域において東西方向の風応力の偏差が東側に移動するため、応答時間が遅くなり、ENSO周期が長くなると考えられる。また、周期の変化させる要因は、上述の理由に加え、温暖化時に海洋表層の成層の変化に伴う重力波の伝播速度の変化にも関連しているためと考えられる。

概要 （英文）

Possible changes in El Ni?o/Southern Oscillation (ENSO) behavior under
different climate change scenarios are examined. For the purpose, results
from three-member ensemble simulations using Community Climate System Model
version 3 (CCSM3) with the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
Special Report on Emission Scenarios (SRES) B1 and A1B scenarios, and a
simple overshoot scenario have been investigated. Concentration of
greenhouse gases (GHGs) in the overshoot simulation is identical to the
lower B1 stabilized level via the higher A1B stabilized level. The focus of
this study is long-term changes in ENSO amplitude and period during the
period of 2250-2349.
ENSO-related variability, represented by sea surface temperature anomaly
(SSTA), evidently decreases as GHGs increase. Under the B1, A1B, and
overshoot simulations, the ENSO-related variability is reduced by about
14%, 26%, and 8% relative to the 20th century simulation, respectively. The
reduction in ENSO amplitude is statistically significant at the 95%
confidence level. And, it is noticeable that ENSO amplitude in the
overshoot simulation is higher than that in the B1 simulation, even though
the two simulations have been forced with the same GHG concentrations for
the last 100 years. The deeper and less intense equatorial thermocline is
responsible for the reduction in ENSO amplitude. In the overshoot
simulation, a more intense thermocline in the eastern equatorial Pacific
results in a stronger ENSO amplitude in the comparison with the B1
simulation. The more intense thermocline in the overshoot simulation is
related to an anomalous warming and anomalous Ekman pumping in the northern
North Pacific.
Wavelet power spectrum for Ni?o-3.4 SST anomalies from the A1B simulation
exhibits a period change from 2 years to 4-8 years. In the B1 and overshoot
simulations, however, no changes in the dominant period are found. The
change in ENSO period in the A1B simulation is accompanied with an eastward
shift of equatorial westerly wind stress anomalies, which provides longer
delay time. An eastward shift of the westerly wind anomalies is also
observed, to a lesser degree, in the B1 and overshoot simulations, but does
not correspond to the increase in the dominant timescale. The speed-up of
tropical waves due to upper ocean stratification is one candidate, which
explains the reason why ENSO period in the B1 and overshoot simulations
doesn't change.

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