富田 裕之 (トミタ ヒロユキ)

地球環境科学研究院 地球圏科学部門 大気海洋物理学分野准教授

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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研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 東海大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
Researcher ID
  • AAA-3635-2019
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 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
  • 熱帯低気圧
  • 台風
研究分野
  • 自然科学一般, 大気水圏科学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2021年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院地球環境科学研究院
  • 2016年04月 - 2021年03月
    名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教
  • 2012年04月 - 2016年03月
    名古屋大学, 地球水循環研究センター, 拠点研究員
  • 2009年04月 - 2012年03月
    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
  • 2006年04月 - 2009年03月
    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
  • 2004年04月 - 2006年03月
    東海大学, 非常勤助手
学歴
  • 2001年04月 - 2004年03月, 東海大学大学院, 海洋学研究科 博士課程後期
  • 1999年04月 - 2001年03月, 東海大学大学院, 海洋学研究科 博士課程前期
  • 1995年04月 - 1999年03月, 東海大学, 海洋学部 海洋工学科
委員歴
  • 2020年 - 現在
    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年 - 2019年
    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年 - 2014年
    JAXA, 地球圏総合委員会 海域分科会

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 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
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 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
    2023年04月 - 2026年03月
    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
  • 台風・爆弾低気圧の予測可能性とスケール間大気海洋相互作用
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2019年06月28日 - 2024年03月31日
    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。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 九州大学, 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)
    2018年04月01日 - 2022年03月31日
    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
  • 世界最高水準の衛星海面フラックスデータが明らかにする台風と海洋の関係
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2018年04月01日 - 2022年03月31日
    富田 裕之; 加古 真一郎; 和田 章義; 市川 香
    人工衛星観測に基づく台風時の海面熱フラックス推定手法が開発された。これにより、既存の全球推定プロダクトと比較して台風時の推定が大幅に改善した。推定に必要な海上大気比湿については、より台風中心に近い推定が可能となり、中心付近に水蒸気が集中する特徴をよく捉えることが可能となった。海上風は30 m/sを超えるような高風速を推定可能となった。独立した現場観測との比較から新たな手法の妥当性が確認された。これらの物理量の推定に基づき海面熱フラックスが計算され、台風海面フラックスデータセットが構築された。このデータセットにより、台風発生から消滅までの海面熱フラックスの変化を定量的に示すことが可能となった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 名古屋大学, 18H03737
  • 機動的海洋気候変動研究に資する海洋モデル駆動用リアルタイムデータセットの構築
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2015年04月01日 - 2019年03月31日
    辻野 博之; 小室 芳樹; 鈴木 立郎; 富田 裕之; 山崎 大; 浦川 昇吾; 中野 英之; 古林 慎哉; 原田 やよい; 大野木 和敏; 吉本 浩一
    海洋-海氷数値モデルによって海洋気候変動を可能な限り正確に再現するため、海面境界条件の算出に必要な気象変数・河川流入データセットを、気象庁大気再解析(JRA-55)に適切な修正を加えることにより作成した。本データセットを観測データや従来使用されてきたデータセットと詳細に比較検証を行った上で国際的に公開し、海洋モデル相互比較プロジェクト等、利用の促進を図った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 気象庁気象研究所, 15H03726
  • 衛星淡水フラックス変動と海洋表層塩分変動の統合的理解の研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2014年04月01日 - 2018年03月31日
    富田 裕之; 増田 周平; 纐纈 慎也; 細田 滋毅
    地球規模の水循環変動のより良い理解のために、新たに開発された人工衛星淡水フラックスデータおよび改良された海洋データ同化システムで構成される統合海面淡水フラックスデータセットを整備が行われた。過去20年の淡水フラックスと表層の海洋変動との関連がこれらのデータセットを用いて研究され、全球規模の海洋変動を伴う蒸発と降水の変動が明らかになった。データセットはオープンデータのポリシーに基づき、より幅広い研究における利用のために公開された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 名古屋大学, 26287114
  • 黒潮・親潮続流域における相互作用の現場観測
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年04月01日 - 2015年03月31日
    川合 義美; 谷本 陽一; 伊藤 進一; 富田 裕之; 岡 英太郎; 須賀 利雄; 小橋 史明; 植原 量行; 永野 憲; 小林 大洋; 榎本 剛; 黒田 寛; 立花 義裕; 根田 昌典; 井上 龍一郎; FAURE Vincent; 茂木 耕作; 谷口 京子
    黒潮・親潮続流域において水温前線が大気に与える影響、及び海洋前線や水塊の形成・維持過程を現場観測を基に明らかにすることを目的として、船舶による大気・海洋集中観測や係留ブイ観測を実施した。
    初夏(梅雨期)の黒潮続流前線や晩冬期の亜寒帯前線が大気境界層や下層雲の高度差、下層の気圧勾配を生じさせることを示した。準定常ジェットによる亜寒帯への水塊輸送や表層栄養塩の変動を明らかにした。また、黒潮続流南側における冬季混合層の短い時間スケールでの時間発展や、サブメソスケールでの亜寒帯系水塊の南方への輸送過程を観測で捉えた。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 独立行政法人海洋研究開発機構, 22106007
  • 日本近海の爆弾低気圧活動の変動機構と気象・海象災害発生プロセスの研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2010年 - 2012年
    川村 隆一; 松浦 知徳; 飯塚 聡; 一柳 錦平; 富田 裕之; 楠 昌司; 水田 亮; 初鹿 宏壮; 古山 彰一
    大気再解析データ、衛星観測データ等の各種データ解析ならびに数値モデル(領域大気モデル、波浪予測モデル、同位体循環モデル、大気大循環モデル)を併用することで、(1) 日本周辺で発達する爆弾低気圧活動の実態の解明、(2) 爆弾低気圧活動を規定する冬季東アジアモンスーン変動と海面水温(SST)フロントの複合影響のメカニズムの解明、(3) 豪雪、局地的大雨、異常波浪をもたらす爆弾低気圧の役割の解明、(4) 将来気候における日本海側の豪雪の頻度と関連する爆弾低気圧活動の長期的変化の評価、など重要な学問的知見が得られた。また、災害軽減を目指して爆弾低気圧情報データベースを構築し整備した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 22310111
  • 全球塩分変動メカニズムの解明と地球規模の水循環変動との関連
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2010年 - 2012年
    細田 滋毅; 増田 周平; 川合 義美; 富田 裕之; 須賀 利雄; 長谷川 拓也; 佐藤 佳奈子
    全球規模の水循環変動と強い関連がある表層塩分変動過程を明らかにするために,観測的データに基づき熱帯域の表層塩分変動過程および,北太平洋域における混合層変動過程,特に暖候期における熱輸送過程について調べた.その結果,熱帯域で検出されていた塩分トレンドに含まれる準10年変動成分を定量化し,また夏季の浅い混合層から下層に浸透する熱が,大気海洋間の熱交換に大きな影響を与えることを示した.
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 独立行政法人海洋研究開発機構, 22510023