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TOMITA Hiroyuki

Faculty of Environmental Earth Science　Earth System Science　Atmosphere-Ocean PhysicsAssociate Professor

大気海洋相互作用の研究を行っています。
人工衛星観測に基づく海面フラックス推定に関する研究プロジェクトJ-OFURO のプロジェクトリーダです。
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Publons: https://www.webofscience.com/wos/author/record/AAA-3635-2019

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（工学）, 東海大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher ID
  • AAA-3635-2019
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 衛星観測
  • 海面フラックス
  • 海面熱フラックス
  • 大気海洋相互作用
  • リモートセンシング
  • 海面水温
  • 気候変動
  • Tropical Cyclone
  • 台風
Research Field
  • Natural Science, Atmospheric and hydrospheric sciences
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2021 - Present
    Hokkaido University, Faculty of Environmental Earth Science
  • Apr. 2016 - Mar. 2021
    Nagoya University, Institute for Space and Earth Environmental Research, 特任助教
  • Apr. 2012 - Mar. 2016
    Nagoya University, Hydrospheric Atmospheric Research Center, 拠点研究員
  • Apr. 2009 - Mar. 2012
    海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 研究技術専任スタッフ
  • Apr. 2006 - Mar. 2009
    海洋研究開発機構, 地球環境観測センター, ポスドク研究員
  • Apr. 2004 - Mar. 2006
    Tokai University, 非常勤助手
Educational Background
  • Apr. 2001 - Mar. 2004, 東海大学大学院, 海洋学研究科 博士課程後期
  • Apr. 1999 - Mar. 2001, 東海大学大学院, 海洋学研究科 博士課程前期
  • Apr. 1995 - Mar. 1999, Tokai University, 海洋学部 海洋工学科
Committee Memberships
  • 2020 - Present
    JAXA, 地球観測に関する科学アドバイザリ委員会 AMSR分科会
  • 2019 - 2019
    JAXA, GOSAT3号機搭載用次期マイクロ波放射計ミッション要求検討委員会
  • 2012 - 2014
    JAXA, 地球圏総合委員会 海域分科会

Research activity information

■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Syllabus
  • 遠隔情報学特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 物理学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ Research Themes
  • 気候の過渡的応答を規定する海洋中規模渦による海洋熱吸収の全球定量化
    科学研究費助成事業
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    谷本 陽一; 富田 裕之; 木戸 晶一郎
    高解像度海洋再解析データを利用し、北太平洋の海洋中規模渦上で行われた大気と海洋の熱交換に焦点を当てた研究を実施した。本研究では、渦を個別にトラッキングする従来のラグランジュ的手法ではなく、各格子点の流速データから求められる曲率渦度に基づき、高気圧性・低気圧性の中規模渦をオイラー的に抽出する手法を高解像度海洋再解析データに適用することを試みた。抽出された高気圧(低気圧)性回転を示すグリッドでの海面水温は、85%以上の割合で長期間の時間平均場に対する正(負)偏差を示した。また、高気圧性・低気圧性回転それぞれでコンポジットした水温偏差は、暖水渦・冷水渦に特徴的な渦の中心から概ね同心円状に分布する水温偏差の水平・鉛直構造を適切に再現し、本研究の手法が暖水渦・冷水渦を高解像度海洋再解析データから適切に取り出せることを示した。
    さらに、中規模渦が検出されたグリッドとそうでないグリッドの海面熱フラックスを比較した結果、高気圧性(低気圧性)渦上では下向き(上向き)の海面熱フラックス偏差が示された。高気圧性(低気圧性)渦の存在頻度は中緯度の水温フロントの高緯度(低緯度)側で大きいため、中規模渦に伴う大気海洋熱交換は高緯度(低緯度)側での海洋からの熱放出を促進(抑制)し、結果として海水温の緯度分布を維持する働きを持つことが示された。このような海洋中規模渦に伴う大気海洋熱交換偏差は、1993年から2021年の間に北西部太平洋で吸収された熱量の約20%に相当すると見積もられた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K25935
  • Predictability of typhoons and explosive cyclones and multi-scale air-sea interaction
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    28 Jun. 2019 - 31 Mar. 2024
    川村 隆一; 筆保 弘徳; 山本 勝; 富田 裕之; 森本 昭彦; 柳瀬 亘; 吉田 聡; 宮本 佳明
    台風：(1)日本付近を西進して逆走台風などと呼ばれた2018年の台風第12号と上層の寒冷渦との相互作用について数値実験を行った。大気海洋結合実験での台風による海面冷却の効果は、対流を通じて上層の寒冷渦にも影響することを明らかにした。(2)2019年台風第15号の発生環境場を調べ、さらに2019年台風第19号と比較しながら高解像度海洋モデルとクーリングパラメータを用いて、台風通過に伴う海面水温低下の定量化を行った。後者の解析の結果では、海面水温低下にとって海洋状態だけでなく台風の特徴が重要であることを明らかにした。(3)精緻な雲物理モデルを用いたシミュレーションを行なって、湿潤対流へのエアロゾル（海塩粒子）数濃度の影響を明らかにした。また、関東沿岸における降水量とエアロゾル数濃度の関係を観測データを用いて解析した。両者を論文発表した。(4)近年の黒潮の遠隔影響がより顕在化して日本に接近する秋台風の強度を強めている可能性を示した。
    爆弾低気圧：(1)ホットスポットによって形成される環境場（低気圧の活動域の南北分岐形成や急発達の出現頻度）が爆弾低気圧や二つ玉低気圧に与える影響を明らかにした。JRA55の時刻あたりの低気圧出現個数に関する気候特性をまとめた。(2)日本海低気圧と南岸低気圧の急発達をもたらす水蒸気起源に系統的な差異が見られた。
    現場観測・衛星リモセン：(1)改良された海上の比湿・風速の衛星推定手法により2012～2019年の台風時と爆弾低気圧時の海面熱フラックス推定を行った。台風の発達の度合いと海面潜熱フラックスの関係を既存のデータと比較を行いながら調査した。(2)平成30年7月豪雨による海上への直接の降水と河川を通した短時間での膨大な淡水の供給により、太平洋と瀬戸内海の間での重力循環が強化されたことを3次元数値モデルにより明らかにした。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Kyushu University, 19H05696
  • 大気海洋系内の熱フローの理解に立脚した地球温暖化の加速・減速の要因解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2022
    谷本 陽一; 富田 裕之; 細田 滋毅; 時長 宏樹; 野中 正見; 植原 量行
    海洋熱吸収の10年規模変動特性と海洋熱吸収における中規模渦の役割について焦点を当てた研究を実施した。産業革命以前の実験を提供している計24モデルの出力データを整備し、 気候モデルによる海面熱フラックスの時空間変動について解析を行った。併せて、人工衛星観測に基づく海面熱フラックスの長期データとして1988年から2017年までを対象としてデータセットを再構築し、全球海洋を対象とする海面熱フラックスの長期変動の解析を開始した。その結果、 太平洋側では太平洋数十年規模振動、 大西洋側では大西洋数十年規模振動とよく似た海面水温偏差のパターンが地球温暖化の加減速に同期して現れ、 海面熱フラックスも同様に変動していることが分かった。また、これらの２つの海盆を跨ぐ熱帯海盆間変動に関連して、熱帯大西洋の自励振動が熱帯太平洋の結合変動を変調させて北太平洋の気候変動に間接的に影響することに加え、熱帯大西洋から北半球の中緯度大気循環に直接的に影響していることが示された。
    さらに、海洋中規模を解像可能な海洋大循環モデルの10メンバーアンサンブル50年経年変動シミュレーション結果を用いて、本課題で注目する黒潮続流域での海洋中規模渦の変動特性と変動要因の解析を行った。僅かに異なる初期状態から同一の大気変動を与えたシミュレーションの比較から、黒潮続流域下流域では、海洋中規模渦の活動度が強く大気変動の影響を受けて変動することが示された。更に詳細な解析から、その海域での海洋中規模渦活動度の経年変動はその海域の流速の経年変動と高い相関を持ち、流速が大きいとき渦活動度が高いことが示された。また、台湾東方沖における黒潮近傍の低気圧性中規模渦の物理的特性と海洋基礎生産の関係を解析した結果、低気圧性中規模渦による低温かつ高栄養塩濃度の亜表層下部からの湧昇が、渦の相対渦度の強弱を伴うことを示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18H03726
  • Satellite-based surface flux estimation during Typhoon
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2022
    Tomita Hiroyuki
    An estimation method for surface heat flux during typhoons based on satellite observations has been developed. This has significantly improved estimation during typhoons compared to previous global products. The near-surface air-specific humidity required for estimation can be estimated closer to the center of the typhoon, and it is possible to better capture the characteristics of water vapor concentration near the center of the typhoon. It has become possible to estimate high wind speeds exceeding 30 m/s. The validity of the new method was confirmed by comparison with independent in situ observations. Surface heat fluxes were calculated based on these physical quantity estimates, and a surface flux data set during typhoons was constructed. This dataset makes it possible to quantitatively investigate the change in surface heat flux from the occurrence of a typhoon to its extinction.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), 名古屋大学, 18H03737
  • Production of a real-time data set for driving ocean models in support of studies on ocean-climate variability
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2019
    Tsujino Hiroyuki; YAMAZAKI dai; URAKAWA shogo; NAKANO hideyuki; KOBAYASHI shinya; HARADA yayoi; ONOGI kazutoshi; YOSHIMOTO koichi
    A new surface dataset for driving ocean-sea ice models is produced by adjusting the surface atmospheric parameters of the JRA-55 atmospheric reanalysis to help ocean-sea ice models reproducing the past ocean-climate variability as accurately as possible. After extensively evaluating the dataset by comparing with observational data and the currently working dataset, we published the dataset in an international framework to widely distribute it. We are also promoting its use, for example, in the ocean model intercomparison project (OMIP).
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Japan, Meteorological Research Institute, 15H03726
  • Study for better understanding of variations of satellite-base freshwater flux and upper ocean salinity
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2018
    TOMITA HIROYUKIT
    For better understanding of variation of global water cycle, an integrated surface fresh water flux dataset consisting of newly developed satellite freshwater flux data and improved ocean data assimilation system was developed. The relationship between variations in surface freshwater flux and upper ocean over the past 20 years was investigated using these data sets. Global variation of evaporation and precipitation accompanied by large scale oceanic variations were revealed. Based on open data policy, the data sets were released for use in a wider range of research.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Nagoya University, 26287114
  • In situ observations of air-sea interaction in the Kuroshio-Oyashio Extension region
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
    01 Apr. 2010 - 31 Mar. 2015
    KAWAI Yoshimi; TANIMOTO Youichi; ITO Shin-ichi; TOMITA Hiroyuki; OKA Eitarou; SUGA Toshio; KOBASHI Fumiaki; UEHARA Kazuyuki; NAGANO Akira; KOBAYASHI Taiyo; ENOMOTO Takeshi; KURODA Hiroshi; TACHIBANA Yoshihiro; KONDA Masanori; INOUE Ryu-ichiro; FAURE Vincent; MOTEKI Qoosaku; TANIGUCHI Kyoko
    Intensive atmosphere-ocean observations were conducted in the Kuroshio-Oyashio Extension region using research vessels and a moored buoy in order to clarify impacts of the sea surface temperature fronts on the atmosphere, and formation and maintenance processes of the oceanic fronts and water masses.
    We showed that both the Kuroshio Extension front in early summer (Baiu/Meiyu season) and the Subarctic front in late winter caused differences in height of the atmospheric boundary layer and low-level clouds across the fronts, as well as cross-frontal pressure gradients. We also clarified variations of water mass transport and nutrients in the surface layer caused by the quasi-stationary jet. Our observations also captured temporal changes of the wintertime ocean mixed layer on a short time scale, and transportation of subarctic water masses to the south of the Kuroshio Extension.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 22106007
  • Studies on explosively developing cyclone activity around Japan andthe associated natural disasters
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2010 - 2012
    KAWAMURA Ryuichi; MATSUURA Tomonori; IIZUKA Satoshi; ICHIYANAGI Kinpei; TOMITA Hiroyuki; KUSUNOKI Masashi; MIZUTA Ryo; HATSUSHIKA Hiroaki; FURUYAMA Shoichi
    Using global reanalysis data (JRA25/JCDAS) , ocean surface flux data (J-OFURO2) and various numerical models, we clarified (1) the overall features of explosively developing cyclone activity in the vicinity of Japan, (2) the combined effects of the East Asian winter monsoon variability and sea surface temperature (SST) fronts on the explosive cyclone activity, (3) the important roles of the explosive cyclones in extremely heavy snowfall/rainfall and freak-wave events, and also assessed (4) the long-term changes of the explosive cyclone activity associated with the occurrence frequency of the heavy snowfall on the Japan Sea coast under global warming. In addition, we constructed the database on the explosive cyclones and the associated natural disasters.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 22310111
  • Observational investigation of surface layer salinity change and the intensification of hydrological cycle in the global ocean
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    2010 - 2012
    HOSODA Shigeki; MASUDA Shuuhei; KAWAI Yoshimi; TOMITA Hiroyuki; SUGA Toshio; HASEGAWA Takuya; SATO Kanako
    Heat penetration process in the North Pacific Ocean and Quasi-decadal (QD) surface salinity variability in the tropical Pacific Ocean were quantitatively investigated using observational data. The signal of QD variability is significantly included in the surface salinity trend. The downward heat penetration from the mixed layer to the subsurface ocean is crucial role for the surface temperature even during summer season, indicating that the properties in the shallow mixed layer are influenced by exchanges from that in the lower layer. Those results are important parts of the research for mechanisms of the global surface salinity change, improving the previous knowledge of the global climate and environment changes.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 22510023