2018年度 地球気候変動論
2018.10.3 update
担当:島田浩二
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、
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 CTDデータのキャリブレーションについては、 極域: 気象研究ノート「北極の気象と海氷」
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塩分の補正: http://www2.kaiyodai.ac.jp/~koji/climate/ctd_calib.pdf
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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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