2018年度 地球気候変動論

 

 

2018.10.3 update

 

担当:島田浩二

koji@kaiyodai.ac.jp

 

講義資料   http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/

ホームページ http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/

 


講義のねらい

@地球流体力学、海洋物理学、”物理”の考え方を身につける。
A基礎力を基に、事前に見透しを立てられるようにする。
全体像を捉える力、問題設定力を高めることを重視する。(仮説の提案-->研究企画)
B複雑なものを複雑なまま捉えるのではなく、単純に説明できること、自身が分かったという実感を目指す。 (精緻化よりも本質を!)


内容(リンクは講義資料: 2つ目の資料以降は、2017年の資料を掲載しています):

 

前半の資料:

http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/T01_2018.pptx

 

 

講義の流れの説明。

 

◎放射平衡温度

(1)温室効果気体が無い場合

(2)大気は、短波放射には完全に透明であるが、

地球表面からの長波放射を全て吸収する場合

(3)(2)とほぼ同じだが、大気が割合A(0<A<1)だけ短波放射を吸収する場合

(4)(3)とほぼ同じだが、さらに、大気が割合B(0<B<1)だけ地球表面からの長波放射を吸収する場合

(5)短波放射に対する反射率(アルベド)が変わると、平衡温度は結構変わる!

 

温暖化を温度の尺度ではなく、”熱”で考える

  空気と水の比熱、大気と海洋の熱容量

  潜熱(融解熱、凝固熱、蒸発熱、凝結熱)

海氷1mの減少は、直上の大気の温度上昇を30℃緩和させる効果がある。

実際には北極海の半分の領域(地球表面積の約1%)で海氷は2m減少している。

2mの海氷減少は、直上の大気の温度上昇を60℃も緩和させる。

地球全体に対しては、60℃×1%なので、0.6℃の緩和効果がある。

北極海の夏には、緩和効果を持つ海氷は激減。

地球がオーバーヒートする要因の1つとなる。

地球と言う自動車のラジエターが故障したと思えば良い。

 

大気大循環・偏西風と地衡風(地衡流)

 

海洋風成大循環、エクマン層

 

海洋風成大循環の準平衡状態の実現

西岸境界での摩擦、亜熱帯循環と亜寒帯循環の間での渦度交換

 

流れの不安定

http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/T02_2018.ppt 

順圧不安定

傾圧不安定

 

海洋熱塩大循環流

http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/T03_2018.ppt 

 

◎北極の話(極域海洋と気候変動


◎大気海洋相互作用  


参考資料:

 

地球流体力学全般の復習には

講義「海洋流体力学」

http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/gfd/

 

その他、進んだ学習には、

北海道大学 「地球流体力学特論2015」 by 久保川厚

Geophysical Fluid Dynamics」 by Joseph Pedlosky
Atmosphere-Ocean Dynamics」 by Adrian E. Gill

 

講義の後半で説明する「渦」「流れの不安定」については、

沿岸海洋研究会50周年記念 「詳論 沿岸海洋学」

第6章 沿岸域における流れの不安定と水平混合・輸送

http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/engan_Shimada.pdf

※受講者限定:パスワードが要ります。パスワードは講義時に教えます。

海洋観測全般については
海洋観測指針(第1部)
海洋観測指針(第2部)
※受講者限定:パスワードが要ります。パスワードは講義時に教えます。

CTDデータのキャリブレーションについては、
CTD塩分の補正: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/ctd_calib.pdf

極域:
我が国の北極海観測研究 〜その歴史と将来に向けて〜
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気象研究ノート「北極の気象と海氷」
第4章 北極海の海洋物理学: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/Chap-4.pdf
第8章 北極海の海洋変動と海氷変動: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/Chap-8.pdf