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Tanimoto Youichi

Faculty of Environmental Earth Science Earth System Science Climate DynamicsProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士(理学), 東北大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 00291568
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 大気海洋相互作用
  • 気候変動
  • 海面水温
Research Field
  • Natural Science, Atmospheric and hydrospheric sciences
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • 2000 - 2012
    Hokkaido University, Faculty of Environmental Earth Science, Associate Professor
  • Oct. 1998 - Mar. 2000
    Institution for Global Change Research, Sub-leader
  • Oct. 1996 - Sep. 1998
    Tokyo Metropolitan University, Research Associate
  • Apr. 1995 - Sep. 1996
    University of Washington, JSPS postdoctoral fellow
  • Apr. 1994 - Mar. 1995
    JSPS, JSPS postdoctoral fellow
Educational Background
  • Apr. 1989 - Mar. 1994, Tohoku Univeristy, Graduate School of Science, Department of Geophysics
Committee Memberships
  • Jun. 2013 - Present
    気象庁, 異常気象分析検討会委員, Government
  • 2007 - 2013
    気象庁異常気象分析作業部会部会, 部会員, Government
Position History
  • 教育研究評議会評議員, 2021年10月1日 - 2023年9月30日
  • 大学院環境科学院長, 2021年10月1日 - 2023年9月30日
  • 大学院環境科学院長, 2023年10月1日 - 2025年9月30日
  • 大学院地球環境科学研究院長, 2021年10月1日 - 2023年9月30日
  • 大学院地球環境科学研究院長, 2023年10月1日 - 2025年9月30日

Research activity information

■ Awards
  • May 2011, Meteorological Society of Japan, JMSJ award
    Youichi Tanimoto
  • Oct. 2002, Meteorological Society of Japan, Shono-Yamamoto Medal
    Youichi Tanimoto
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Vertical structures in temperature and momentum in the atmospheric boundary layer along SST front
    Youichi Tanimoto
    Sixth China-Korea-Japan Joint Conference on Meteorology, 24 Oct. 2013, English, Oral presentation
    Nanjing, セッションコンビナー 座長, [International presentation]
  • 黒潮続流上における大気下層の調節過程
    谷本陽一
    日本気象学会2012年春季大会専門分科会 「東アシアモンスーンと黒潮(II) ―中緯度大気海洋相互作用に着目した新たな研究のハラタイム」, 26 May 2012, Japanese, Invited oral presentation
    [Invited], [Domestic Conference]
■ Syllabus
  • 気候変動特論, 2024年, 修士課程, 環境科学院
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ Affiliated academic society
  • American Geophysical Union
  • THE ASSOCIATION JAPANESE GEOGRAPHERS
  • American Meteorological Society
  • METEOROLOGICAL SOCIETY OF JAPAN
  • THE OCEANOGRAPHIC SOCIETY OF JAPAN
■ Research Themes
  • Extratropical climate variability and change bi-directionally interacting with the tropics and polar regions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2029
    時長 宏樹; 小川 史明; 山本 絢子; 森 正人; 望月 崇; 谷本 陽一
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A), Kyushu University, 24H02229
  • 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
    01 Apr. 2023 - 31 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
  • 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
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    谷本 陽一; 富田 裕之; 木戸 晶一郎
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23H01239
  • Extratropical air-sea interaction that can potentially influence atmospheric anomalies and their predictability
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    28 Jun. 2019 - 31 Mar. 2024
    中村 尚; 谷本 陽一; 河谷 芳雄; 高薮 縁; 山崎 哲; 西井 和晃; Martineau Patrick
    1)降水観測データと大気再解析データから,西日本に広域豪雨に特徴的な水蒸気輸送や大規模大気循環場を同定した.2) 大気再解析データに基づく流跡線解析から,北東大西洋上空に形成されるブロッキング高気圧について,メキシコ湾流や黒潮続流からの熱・水蒸気供給とその後の降水に伴う上昇運動が,低渦位の高気圧性空気塊を上空のブロッキング高気圧内に供給するのに不可欠なことを見出した.3)南半球中緯度域の移動性高・低気圧活動が半球規模で変動する「傾圧環状モード」が卓越する要因として,中緯度海洋前線の影響による移動性高・低気圧の発達強化が重要なことを大気大循環モデル実験から明らかにした.4) 南インド洋の亜熱帯高気圧(マスカリン高気圧)の特徴的な季節変化を大気再解析データと衛星観測データの解析,及び数値モデル実験から解明した.即ち,日射の強い夏季には,高気圧東縁の下降気流や寒気移流の下で形成される下層雲が日射を反射して海面水温を低下させ,対流性雲を抑制することが本質的に重要である一方,この効果が弱まる冬季には,南西インド洋域のアガラス海洋前線に伴って繰り返し発達する移動性高低気圧からの熱・運動量フラックスを通じたフィードバック強制やアジアモンスーンからの遠隔影響により海盆西側で強化される.5) 移動性擾乱に伴う風・温度・気圧の変動や熱・運動量フラックス,及びそれらを通じた背景場とのエネルギー変換について,流れ場の曲率に着目した高気圧・低気圧別の評価を可能とする診断法を開発した.これは,渦中心の経路追跡に基づくラグランジュ的統計の長所を定量的な力学診断に有効なオイラー的擾乱解析に取り込んだ世界初の画期的な手法である.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), The University of Tokyo, 19H05702
  • 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
    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年規模変動成分と、海洋中規模渦が海洋熱吸収に果たす役割に焦点を当てた研究を実施した。過去の海洋プロファイリングフロート(以下、フロート)観測に基づく水温・塩分データセットの解析から、海洋の表層および亜表層の貯熱量が2008年から2015年の期間では北太平洋全体で減少し、2016年から2018年の期間では増加することが分かった。また、渦解像大循環海洋モデルの経年変動シミュレーション出力を解析した結果、北太平洋中央部において、海洋表層下へ取り込まれた熱が海洋中規模渦の影響で南北方向に広く拡張することが示された。以上から、海洋亜表層に至る熱吸収の存在が示唆され、この海洋熱吸収に海洋中規模渦が影響を与える可能性が見出された。
    さらに、海面熱フラックスを用いて海面における大気と海洋の熱交換に関して調べた。その結果、北太平洋の広範囲において10年規模の海面熱フラックスの変動が海面水温変化によって説明できることがわかった。くわえて、精度の高い海面熱フラックスデータの作成にむけて、人工衛星観測に基づく全球海面熱フラックス変動の不確定性に関する研究も実施した。
    今年度末には、昨年度から準備を進めていたフロートによる現場観測を開始した。研究目的に適合する仕様を有するフロートを3基購入し、海洋中規模渦に捕捉されやすいようにフロートの制御パラメータを変更した。その後に、黒潮続流域南方海域において、気象庁の協力を得て、海洋中規模渦の一種である冷水渦の領域に3基のフロートを凌風丸から投入した。投入した3基のフロートはそれぞれ11回の浮上を本年度中に行い、合計33個の水温プロファイルおよび同数の塩分プロファイルを取得した。投入時に凌風丸によって実施された船舶観測CTDデータと比較することによって、3基のフロートが正常に水温・塩分データを取得している点を確認した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18H03726
  • A study on the interaction among multi-layer cloud, radiation, precipitation, and ocean mixed layer
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Hayasaka Tadahiro
    A comprehensive analysis was performed using various satellite observation data, reanalysis data, ship observation data, and Argo float observation data. In addition, the simulation of the relationship between sea surface temperature and clouds was performed using the regional meteorological model WRF. As a result, it was shown that the low clouds in the summer North Pacific, which have been analyzed from relatively simple viewpoints such as sea surface temperature and atmospheric stability, have different fine structures in the western and central regions. In the western part of the North Pacific Ocean, the Kuroshio and Kuroshio Extension are dominant, and cloud fluctuations have little effect on the sea. On the other hand, in the central part of the North Pacific Ocean, it is suggested that the ocean mixing layer is shallow and the sea surface temperature affects the clouds, but the fluctuation of the clouds also influences the ocean mixing layer.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tohoku University, 16H04046
  • Surface wind adjustment and its feedback to the ocean surface layers over the gyre boundary regions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    TANIMOTO Youichi
    Surface wind adjustment and its feedback to the ocean surface layers over the gyre boundary regions are examined. We found that the wind adjustment process in the extratropics acts as suppressed cooling via vertical mixing and entrainment changes. In the boundary region across the equatorial and subtropical gyres, the vorticity input to the ocean exhibits rich horizontal structures, owing to the horizontal wind shear and a meridional change in the Coriolis parameter. The forced ocean surface layers show the Rossby wave and its propagations, which is associated with the interannual variability for the El Nino-Southern Oscillation and with the decadal variations for the Indonesian Throughflow.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 15K05279
  • Indirect effects of anthropogenic aerosols in East Asia
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2018
    KOIKE Makoto
    By serving as cloud condensation nuclei, aerosols affect cloud microphysics, and as a consequence, they can affect cloud albedo, cloud amount, and precipitation. In this study we show using satellite-derived cloud data that cloud droplet number concentration increases over the East China sea where the Kuroshio ocean current with high sea surface temperature (SST) is located especially when cold air outbreak takes place. We also show using aircraft data that aerosol number concentration and vertical structure of cloud liquid water content are very different in precipitating clouds as compared with those in non-precipitating clouds. Using improved numerical models, we show that these observed features of influences of aerosols and SST on clouds and precipitation can be successfully reproduced.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 26241003
  • In situ observations of air-sea interaction in the Kuroshio-Oyashio Extension region
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    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
  • Mechamisms of two-way interactions between the East Asian Monsoon variability and the Kuroshio Current/Kuroshio Extension
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2010 - 31 Mar. 2015
    KAWAMURA Ryuichi; IIZUKA Satoshi; SATO Naoki; TOMITA Tomohiko; WATANABE Masahiro; TANIMOTO Youichi; MATSUMOTO Jun; KAWANO Tetsuya
    Using both various observational data and high-resolution numerical models on regional and global scales, we clarified (1) the passive and active roles of the Kuroshio Current/Kuroshio Extension in extratropical cyclone activities in the winter monsoon regions, (2) the significant contribution of the SST increase over the Kuroshio Current/Kuroshio Extension to the increases in wintertime rainfall along the Pacific coast and associated cyclone activity, (3) the interaction between the SST front intensification and low-level westerlies along the Baiu frontal zone, (4) how the typhoons have the potential to accumulate large amounts of moisture from distant tropical oceans, and also assessed (5) how the SST increase over the Japan Sea impacts the wintertime rainfall variability and summertime heavy rainfall events in northern Japan.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), 22106005
  • 気候系のhot spot:熱帯と寒帯が近接するモンスーンアジアの大気海洋結合変動
    科研費
    Apr. 2010 - Mar. 2015
    中村尚
    JSPS, Competitive research funding
  • 中緯度大気海洋系10年スケール変動の再現性とその将来変化に関する研究
    地球環境研究総合推進費
    Apr. 2007 - Mar. 2012
    谷本陽一
    環境省, Principal investigator, Competitive research funding
  • Ocean front effects on development and maintenance of the synoptic low pressure and its feedback to the ocean surface layers.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2010 - 2012
    TANIMOTO Youichi; NAKAMURA Hisashi; TAGUCHI Bunmei; KOMORI Nobumasa; SHIMOYAMA Kou
    Ocean-to-atmosphere effects are examined in the sea surface temperature (SST) frontal region along Kuroshio-Kuroshio Extension south of Japan. A wedge-shaped low sea level pressure (SLP) is found over the region with intense surface heat fluxes along the front. In the numerical experiments, the model forced by the prescribed SST with the front successfully reproduced the observed features. By contrast, the model forced by the smoothed SST failed to reproduce the features. These observational and numerical results show that the heat release from the ocean warms up the lower atmosphere and then form SLP minimum over that region as the hydrostatic adjustments.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 22340132
  • 黒潮と親潮上における大気海洋相互作用
    住友財団研究助成
    Apr. 2004 - Mar. 2007
    谷本陽一
    住友財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Ocean-atmosphere interaction over sea surface temperature front along Kuroshio Extension and North Pacific subtropical front.
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(B))
    2005 - 2007
    Youichi TANIMOTO; 中村 尚; 小橋 史明
    Over the western North Pacific east of the Japan, sea surface temperature (SST) shows a steep front across the Kuroshio Extension (KE). The SST gradient near the KE is 5℃/200 km through seasons, therefore changes in SST are very large in that region. In the present study, we conducted global positioning system (GPS) radio sonde atmospheric soundings across the front in July 2005 (January 2006) as a research cruise of research vessel (R/V) Roger Revelle, Scripps Institute of Oceanography (R/V Hakuho-maru, Ocean Research Institute, University of Tokyo).In early summer, whilst the lower atmosp...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 17340137
  • Roles of airsea and land-air interactions on East Asian monsoon variability during transition seasons
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2003 - 2004
    Youichi TANIMOTO; 渡部 雅浩; 山崎 孝治
    We examined thermal and dynamical structures of the lower atmosphere over the extratropical temperature front near Kuroshio extension and Oyashio where the deformation scale is less than a few of 100km. In addition, we also see the relation of sea surface temperature (SST) and surface air temperature to the surface wind velocity not only in the extratropics, but also tropics for the comparison. Over the warm flank of the thermal front near Kuroshio extension, the planetary boundary layer develops to 1000-1500m height because the static stability near the surface is very unstable. This unsta...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 15540416
  • サンゴ骨格の分析による新しいトレーサーの開発
    科学研究費助成事業
    1997 - 1998
    塚本 すみ子; 谷本 陽一
    小笠原諸島父島はエルニーニョ現象の鍵を握る西太平洋暖水塊の北端にあたり,この海域のサンゴ年輪試料を用いて過去の海面水温や塩分の復元をおこなうことは,気候変動の研究において重要な意味をもつ.しかしサンゴの生育環境は島に近接した浅海底であり,サンゴ骨格に記録された水温・塩分などの指標が必ずしも外洋の環境と一致していない恐れがある.このことを検証するため,昨年度は父島宮乃浜の塊状ハマサンゴの近傍に水温・塩分測定装置(アレック電子製・MDS-CT)を設置した.今年度は,データの回収および宮乃浜のハマサンゴ骨格のコア採取のための現地調査を行った.
    サンゴコア採取は,小笠原諸島が国立公園に指定されており,通常の油圧式のコアラーを用いたコア採取が望ましくないことから,コンプレッサーからの圧縮空気を用いてコアラーを回転させるエアドリルを使用した.2つのハマサンゴ群体について,それぞれ70cm,140cmの2本のコアが採取できた.
    しかし水温・塩分データに関しては,昨年記録的な台風に見回れたためか,回収した測器が浸水しており,全くデータを回収することができなかった.このため,実測した水温・塩分とサンゴの記録の比較を行うという当初の計画は変更せざるを得なくなった.
    そこで98年12月に測器を修理後,浸水対策を十分に行って再び宮乃浜にMID-CTを設置した.また既存の海面水温データを,東京都立小笠原水産センターから入手した.これは父島二見湾で1974年1月から現在まで毎日測定されたものである.このデータと採取されたサンゴの水温日変化の記録がどの程度対応しているのかについて現在分析を進めている.
    今回の研究では,設置した測器のデータ回収に失敗したため,予定の2年間で研究を終了することができなかったが,当初計画していた水温・塩分の実測値とサンゴの記録の比較についてもデータが回収出来次第,行う予定である.
    日本学術振興会, 萌芽的研究, 東京都立大学, 09874109
  • 大気海洋間熱フラックスが大気大循環における長期変動の形成・維持に及ぼす効果の解明
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1997 - 1998
    谷本 陽一
    気候変動に対する海洋の役割を解明するためには,大気海洋相互作用の実態を明らかにする必要がある.数値モデルによる大気海洋間の熱・運動量の交換には未だ問題があり,人為的に調整をして数値実験を行っているに過ぎない.これらの問題を解決するには,全球海洋における海面熱フラックスの研究を観測面から充実させる必要があった.本研究では,全球海洋における海上気象要素の観測値を整備し,旬平均緯度経度2度格子の海上気象要素ー海面熱フラックス・運動量フラックスのデータセットを1950年から1995年にわたって整備した.実測値に基づいたデータセットを用い,環大西洋域における10年スケール変動について詳しく調べた.熱帯における海面水温場は10年スケール(8-16年)と年々変動(5年以下)のスケールに分離された.10年スケール変動では,海面水温の強い南北傾度が北緯15度と南緯15度付近の間に現れた.一方,年々変動では熱帯全域で同符号の変動を示し南北傾度はほとんど示されなかった.熱帯の強い南北傾度に対する海面気圧場・海面水温場の回帰係数は中高緯度へのテレコネクションを示した.特に北半球の気圧場ではNorth Atlantic Oscillation(NAO)と関連していた.熱帯海面水温の強い南北傾度に伴うラグ回帰は,中高緯度の海面気圧アノマリが南北半球間でほぼ逆位相の関係を持ち10年スケール規模で変動してい...
    文部科学省, 奨励研究(A), 東京都立大学, Principal investigator, Competitive research funding, 09740367