2022/03/26 更新

写真a

アイキ ヒデノリ
相木 秀則
AIKI Hidenori
所属
宇宙地球環境研究所 基盤研究部門 陸域海洋圏生態研究部 准教授
大学院担当
大学院環境学研究科
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2003年3月   東京大学 ) 

研究キーワード 4

  1. 各種波動解析

  2. 大気海洋境界層

  3. 海洋圏数値シミュレーション

  4. 海洋物理学

研究分野 1

  1. 自然科学一般 / 大気水圏科学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 海洋圏の環境・災害問題についての数値シミュレーション

  2. 太平洋・インド洋・大西洋・南大洋における各種波動と気候変動の相互関係の解析

経歴 9

  1. 名古屋大学   大学院環境学研究科 地球環境科学専攻   准教授

    2016年1月 - 現在

  2. 名古屋大学(准教授)

    2016年 - 現在

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    国名:日本国

  3. 海洋研究開発機構(主任研究員)

    2010年 - 2015年

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    国名:日本国

  4. ハワイ大学(客員研究員(兼任))

    2007年 - 2008年

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    国名:日本国

  5. 日本学術振興会(海外特別研究員(兼任))

    2007年 - 2008年

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    国名:日本国

  6. 海洋研究開発機構(研究員)

    2005年 - 2009年

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    国名:日本国

  7. 海洋科学技術センター(ポスドク研究員)

    2003年 - 2004年

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    国名:日本国

  8. 宇宙開発事業団(招聘研究員(常勤))

    2001年 - 2002年

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    国名:日本国

  9. 日本学術振興会(特別研究員DC1)

    1998年 - 2000年

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    国名:日本国

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学歴 3

  1. 東京大学   理学系研究科   地球惑星科学専攻

    1998年4月 - 2001年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京大学   理学系研究科   地球惑星物理学専攻

    1996年4月 - 1998年3月

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    国名: 日本国

  3. 名古屋大学   理学部   数学科

    1992年4月 - 1996年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 流体力学会

  2. 気象学会

  3. 海洋学会

受賞 3

  1. 優秀査読者賞

    2019年   米国気象学会   Journal of Physical Oceanography

    相木秀則

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰 

    https://www.ametsoc.org/index.cfm/ams/about-ams/ams-awards-honors/2019-awards-and-honors-recipients/

  2. 優秀査読者賞

    2015年5月   米国地球物理学会  

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    受賞国:アメリカ合衆国

    https://eos.org/agu-news/2014-editors-citations-for-excellence-in-refereeing

  3. 竜門賞

    2004年9月   日本流体力学会  

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    受賞国:日本国

 

論文 33

  1. Towards a seamlessly diagnosable expression for the energy flux associated with both equatorial and mid-latitude waves 招待有り 査読有り

    Hidenori Aiki, Richard J. Greatbatch, Martin Claus

    Progress of Earth and Planetaty Science   4 巻   2017年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/s40645-017-0121-1

  2. Projection of Future Enhancement of Heavy Rainfalls Associated Using a Regional 1-km-mesh Atmosphere-Ocean Coupled Model

    Kanada Sachie, Aiki Hidenori, Tsuboki Kazuhisa

    SOLA   17A 巻   頁: 38 - 44   2021年7月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.2151/sola.17A-007

    Web of Science

  3. The 1994 positive Indian Ocean Dipole event as investigated by the transfer routes of oceanic wave energy 査読有り

    Zimeng Li, Hidenori Aiki

        2022年1月

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    担当区分:最終著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/jpo-d-21-0189.1

  4. 海洋学の 10 年展望 2021:大気海洋境界 招待有り 査読有り

    岩本 洋子, 相木 秀則, 磯口 治, 大林 由美子, 近藤 文義, 近藤 能子, 西岡 純

    海の研究   30 巻 ( 5 ) 頁: 199 - 225   2021年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.5928/kaiyou.30.5_199

  5. The Energy Flux of Three-Dimensional Waves in the Atmosphere: Exact Expression for a Basic Model Diagnosis with No Equatorial Gap 査読有り

    Aiki Hidenori, Fukutomi Yoshiki, Kanno Yuki, Ogata Tomomichi, Toyoda Takahiro, Nakano Hideyuki

    JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES   78 巻 ( 11 ) 頁: 3745 - 3758   2021年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JAS-D-20-0177.1

    Web of Science

    その他リンク: https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/journals/atsc/aop/JAS-D-20-0177.1/JAS-D-20-0177.1.xml

  6. Horizontal Energy Flux of Wind-Driven Intraseasonal Waves in the Tropical Atlantic by a Unified Diagnosis 査読有り

    Song Qingyang, Aiki Hidenori

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   51 巻 ( 9 ) 頁: 3037 - 3050   2021年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JPO-D-20-0262.1

    Web of Science

    その他リンク: https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/journals/phoc/aop/JPO-D-20-0262.1/JPO-D-20-0262.1.xml

  7. The vertical structure of annual wave energy flux in the tropical Indian Ocean 査読有り

    Li Zimeng, Aiki Hidenori, Nagura Motoki, Ogata Tomomichi

    PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE   8 巻 ( 1 )   2021年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/s40645-021-00432-9

    Web of Science

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1186/s40645-021-00432-9/fulltext.html

  8. Energy Flow Diagnosis of ENSO from an Ocean Reanalysis 査読有り

    Toyoda Takahiro, Nakano Hideyuki, Aiki Hidenori, Ogata Tomomichi, Fukutomi Yoshiki, Kanno Yuki, Urakawa L. Shogo, Sakamoto Kei, Yamanaka Goro, Nagura Motoki

    JOURNAL OF CLIMATE   34 巻 ( 10 ) 頁: 4023 - 4042   2021年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0704.1

    Web of Science

    その他リンク: https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/journals/clim/aop/JCLI-D-20-0704.1/JCLI-D-20-0704.1.xml

  9. Future Changes of a Slow-Moving Intense Typhoon with Global Warming: A Case Study Using a Regional 1-km-mesh Atmosphere-Ocean Coupled Model 査読有り

    Kanada Sachie, Aiki Hidenori, Tsuboki Kazuhisa, Takayabu Izuru

    SOLA   17A 巻 ( Special_Edition ) 頁: 14 - 20   2021年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2151/sola.17A-003

    Web of Science

  10. 10 Hz測定光学粒子計による海上波浪境界層観測 招待有り 査読有り

    相木 秀則, 近藤 文義, 根田 昌典, 田中 潔, 藤田 敏男

    エアロゾル研究   35 巻 ( 3 ) 頁: 160 - 169   2020年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  11. A global eddying hindcast ocean simulation with OFES2 査読有り

    Sasaki Hideharu, Kida Shinichiro, Furue Ryo, Aiki Hidenori, Komori Nobumasa, Masumoto Yukio, Miyama Toru, Nonaka Masami, Sasai Yoshikazu, Taguchi Bunmei

    GEOSCIENTIFIC MODEL DEVELOPMENT   13 巻 ( 7 ) 頁: 3319 - 3336   2020年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.5194/gmd-13-3319-2020

    Web of Science

  12. The Climatological Horizontal Pattern of Energy Flux in the Tropical Atlantic as Identified by a Unified Diagnosis for Rossby and Kelvin Waves 査読有り

    Song Qingyang, Aiki Hidenori

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS   125 巻 ( 2 )   2020年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1029/2019JC015407

    Web of Science

  13. The Life Cycle of Annual Waves in the Indian Ocean as Identified by Seamless Diagnosis of the Energy Flux 査読有り

    Li Zimeng, Aiki Hidenori

    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS   47 巻 ( 2 )   2020年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1029/2019GL085670

    Web of Science

  14. The Pathway of Intraseasonal Wave Energy in the Tropical Indian Ocean as Identified by a Seamless Diagnostic Scheme 査読有り

    Ogata Tomomichi, Aiki Hidenori

    SOLA   15 巻   頁: 262 - 267   2019年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2151/sola.2019-047

    Web of Science

  15. Future Changes in Typhoon-Related Precipitation in Eastern Hokkaido 査読有り

    Kanada Sachie, Aiki Hidenori, Tsuboki Kazuhisa, Takayabu Izuru

    SOLA   15 巻   頁: 244 - 249   2019年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2151/sola.2019-044

    Web of Science

  16. Flood Simulations in Mid-Latitude Agricultural Land Using Regional Current and Future Extreme Weathers 査読有り

    Kimura Nobuaki, Kiri Hirohide, Kanada Sachie, Kitagawa Iwao, Yoshinaga Ikuo, Aiki Hidenori

    WATER   11 巻 ( 11 )   2019年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/w11112421

    Web of Science

  17. Salinity frontogenesis/frontolysis in the northeastern subtropical Pacific region 査読有り

    Ohishi Shun, Katsura Shota, Aiki Hidenori

    CLIMATE DYNAMICS   53 巻 ( 9-10 ) 頁: 5927 - 5943   2019年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00382-019-04907-w

    Web of Science

  18. Frontolysis by surface heat flux in the eastern Japan Sea: importance of mixed layer depth 査読有り

    Ohishi Shun, Aiki Hidenori, Tozuka Tomoki, Cronin Meghan F.

    JOURNAL OF OCEANOGRAPHY   75 巻 ( 3 ) 頁: 283 - 297   2019年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10872-018-0502-0

    Web of Science

  19. One-Dimensional Turbulence-Ecosystem Model Reveals the Triggers of the Spring Bloom in Mesoscale Eddies

    Maure E. R., Ishizaka J., Aiki H., Mino Y., Yoshie N., Goes J. I., Gomes H. R., Tomita H.

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS   123 巻 ( 9 ) 頁: 6841 - 6860   2018年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    ©2018. American Geophysical Union. All Rights Reserved. A lower trophic ecosystem model coupled with a one-dimensional physical turbulence closure model was applied to study phytoplankton dynamics and spring bloom initiation in mesoscale anticyclonic eddies (AEs) and cyclonic eddies (CEs). The model simulated ecosystem dynamics between nutrient-phytoplankton-zooplankton-detritus in AEs and CEs, while the physical model provided the seasonal cycle of convective turbulent mixing. The study was motivated by earlier work based on satellite and ship observations, which showed earlier initiation of the spring blooms in CEs with shallow mixed-layer depths than in AEs with deeper mixed-layer depths. The model results supported the hypothesis that mixed-layer depths in eddies play an important role in the dynamics of the spring bloom initiation. Model results revealed that in AEs convective mixing causes light limitation for phytoplankton growth due to deep winter mixing, and the bloom initiation is delayed until relaxation of turbulent convective mixing. Conversely, in the shallow mixed-layer CEs, blooms initiate before the end of convective mixing due to early improvement in light conditions following the increase in solar radiation. Furthermore, the model showed that the relaxation in zooplankton grazing for the deep mixing contributed to weak winter phytoplankton accumulation in AE, while winter phytoplankton accumulation was faster in the shallow mixed-layer CE. Overall, the initiation mechanism and the dynamics of the spring phytoplankton blooms are different for AEs and CEs. Therefore, we suggest that, in many parts of the global ocean, eddies play an important role regulating the dynamics of phytoplankton blooms.

    DOI: 10.1029/2018JC014089

    Web of Science

    Scopus

  20. Impact of cyclonic eddies and typhoons on biogeochemistry in the oligotrophic ocean based on biogeochemical/physical/meteorological time-series at station KEO 査読有り

    Honda Makio C., Sasai Yoshikazu, Siswanto Eko, Kuwano-Yoshida Akira, Aiki Hidenori, Cronin Meghan F.

    PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE   5 巻   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1186/s40645-018-0196-3

    Web of Science

  21. Impacts of SST Patterns on Rapid Intensification of Typhoon Megi (2010) 査読有り

    Kanada Sachie, Tsujino Satoki, Aiki Hidenori, Yoshioka Mayumi K., Miyazawa Yasumasa, Tsuboki Kazuhisa, Takayabu Izuru

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES   122 巻 ( 24 ) 頁: 13245 - 13262   2017年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/2017JD027252

    Web of Science

    Scopus

  22. Mesoscale Eddies Control the Timing of Spring Phytoplankton Blooms: A Case Study in the Japan Sea 査読有り

    Maure E. R., Ishizaka J., Sukigara C., Mino Y., Aiki H., Matsuno T., Tomita H., Goes J. I., Gomes H. R.

    GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS   44 巻 ( 21 ) 頁: 11115 - 11124   2017年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/2017GL074359

    Web of Science

    Scopus

  23. Comments on "A Combined Derivation of the Integrated and Vertically Resolved, Coupled Wave-Current Equations" 査読有り

    Ardhuin Fabrice, Suzuki Nobuhiro, McWilliams James C., Aiki Hidenori

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   47 巻 ( 9 ) 頁: 2377 - 2385   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JPO-D-17-0065.1

    Web of Science

  24. Future Enhancement of Heavy Rainfall Events Associated with a Typhoon in the Midlatitude Regions 査読有り

    Kanada Sachie, Tsuboki Kazuhisa, Aiki Hidenori, Tsujino Satoki, Takayabu Izuru

    SOLA   13 巻   頁: 246 - 251   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2151/sola.2017-045

    Web of Science

  25. A Divergence-Form Wave-Induced Pressure Inherent in the Extension of the Eliassen-Palm Theory to a Three-Dimensional Framework for All Waves at All Latitudes 査読有り

    Aiki Hidenori, Takaya Koutarou, Greatbatch Richard J.

    JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES   72 巻 ( 7 ) 頁: 2822-2849   2015年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JAS-D-14-0172.1

    Web of Science

  26. A New Expression for the Form Stress Term in the Vertically Lagrangian Mean Framework for the Effect of Surface Waves on the Upper- Ocean Circulation 査読有り

    Aiki Hidenori, Greatbatch Richard J.

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   44 巻 ( 1 ) 頁: 3-23   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JPO-D-12-0228.1

    Web of Science

  27. Editorial-the 4th International Workshop on Modeling the Ocean (IWMO 2012) 査読有り

    Oey Lie-Yauw, Miyazawa Yasumasa, Aiki Hidenori, Masumoto Yukio, Ezer Tal, Waseda Takuji

    OCEAN DYNAMICS   63 巻 ( 11-12 ) 頁: 1345-1347   2013年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10236-013-0658-5

    Web of Science

  28. Layering and turbulence surrounding an anticyclonic oceanic vortex: in situ observations and quasi-geostrophic numerical simulations 査読有り

    Hua Bach Lien, Menesguen Claire, Le Gentil Sylvie, Schopp Richard, Marsset Bruno, Aiki Hidenori

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   731 巻   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1017/jfm.2013.369

    Web of Science

  29. The Vertical Structure of the Surface Wave Radiation Stress for Circulation over a Sloping Bottom as Given by Thickness-Weighted-Mean Theory 査読有り

    Aiki Hidenori, Greatbatch Richard J.

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   43 巻 ( 1 ) 頁: 149-164   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JPO-D-12-059.1

    Web of Science

  30. Thickness-Weighted Mean Theory for the Effect of Surface Gravity Waves on Mean Flows in the Upper Ocean 査読有り

    Aiki Hidenori, Greatbatch Richard J.

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   42 巻 ( 5 ) 頁: 725-747   2012年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/JPO-D-11-095.1

    Web of Science

  31. Maintenance of the mean kinetic energy in the global ocean by the barotropic and baroclinic energy routes: the roles of JEBAR and Ekman dynamics 査読有り

    Aiki Hidenori, Richards Kelvin J., Sakuma Hirofumi

    OCEAN DYNAMICS   61 巻 ( 5 ) 頁: 675-700   2011年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10236-011-0382-y

    Web of Science

  32. Energetics of the global ocean: The role of layer-thickness form drag 査読有り

    Aiki Hidenori, Richards Kelvin J.

    JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY   38 巻 ( 9 ) 頁: 1845-1869   2008年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1175/2008JPO3820.1

    Web of Science

  33. The Red Sea outflow regulated by the Indian monsoon 査読有り

    Aiki Hidenori, Takahashi Keiko, Yamagata Toshio

    CONTINENTAL SHELF RESEARCH   26 巻 ( 12-13 ) 頁: 1448-1468   2006年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.csr.2006.02.017

    Web of Science

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書籍等出版物 1

  1. 海の波と渦と平均流 −相互作用理論の背景と展望−, 気象研究ノート, 235号, 全175頁

    相木秀則( 担当: 単著 ,  範囲: 気象研究ノート, 235号, 全175頁)

    日本気象学会  2018年3月  ( ISBN:9784904129180

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

    https://www.metsoc.jp/2018/03/13/11370

MISC 3

  1. 海洋衛星データ同化システムの構築検討

    沖理子, 可知美佐子, 日原勉, 相木秀則, 大石俊  

    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) ( 20-002 )   2020年

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  2. 海洋衛星データ同化システムの構築検討

    中島映至, 可知美佐子, 日原勉, 相木秀則, 宮澤泰正, 大石俊  

    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) ( 18-007 )   2019年

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  3. 海洋衛星データ同化システムの構築検討

    松浦直人, 可知美佐子, 日原勉, 相木秀則, 大石俊  

    宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web) ( 19-002 )   2019年

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 海洋内部の渦形状抵抗の解析とインド太平洋域の中深層循環のモデリング研究

    2007年 - 2008年

    海外特別研究員 

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    資金種別:競争的資金

科研費 10

  1. 産業用ミリ波レーダーと光学式粒径別計数装置を用いた海面砕波観測システムの開発

    研究課題/研究課題番号:21K18652  2021年7月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    相木 秀則, 近藤 文義, 民田 晴也

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:6240000円 ( 直接経費:4800000円 、 間接経費:1440000円 )

    台風通過時の海面では強風によって波浪が発達し無数の白波砕波が発生する。その1つ1つの波の峰が強風に引きちぎられて大量のシースプレーが海上数10mの高さに浮遊したのちに海面に落下する。大粒径飛沫は質量が大きいため大気海洋間の運動量・熱・CO2輸送において重要な役割を果たす。小粒径飛沫は海洋性エアロゾル(海塩粒子およびプランクトンを起源とする有機物粒子の複合体)となって上空数kmで雲の凝結核となるとともに大気の放射収支に寄与する。本研究では自動車部品用のミリ波レーダー電子回路ボードを用いて海上の白波砕波の時空間構造を測定するシステムを開発する。

  2. 東アジア縁辺海と大気の連鎖的双方向作用とモンスーン変調

    研究課題/研究課題番号:19H05698  2019年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    立花 義裕, 柏野 祐二, 榎本 剛, 滝川 哲太郎, 本田 明治, 木田 新一郎, 相木 秀則, 加古 真一郎

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    担当区分:研究分担者 

    異常天候をもたらす「犯人」は大気だけなのか?東アジアには縁辺海(東シナ海・黄海・日本海・オホーツク海)が存在する.縁辺海は,海洋上を東進する低気圧の「ゆりかご」である.ゆりかごの中で動く低気圧は,ゆりかごを再び揺らし,また低気圧を揺らす.言い換えれば,「縁辺海上で発生した低気圧に伴って吹く風は海流を駆動し、海流による熱の輸送は水温分布を変える.水温は海面での熱交換を経て気圧分布に反映され風系を変え,その風がまた海流を駆動する.つまり大気と海洋は不可分一体の平衡状態または振動系である」この新概念を,船舶等による機動的観測と技巧的数値実験を融合し,実証することを研究目的とする.
    異常天候をもたらす「犯人」は大気だけなのか?東アジアには縁辺海(東シナ海・黄海・日本海・オホーツク海)が存在する.縁辺海は,海洋上を東進する低気圧の「ゆりかご」である.ゆりかごの中で動く低気圧は,ゆりかごを再び揺らし,また低気圧を揺らす.言い換えれば,「縁辺海上で発生した低気圧に伴って吹く風は海流を駆動し、海流による熱の輸送は水温分布を変える.水温は海面での熱交換を経て気圧分布に反映され風系を変え,その風がまた海流を駆動する.つまり大気と海洋は不可分一体の平衡状態または振動系である」この新概念を船舶等による機動的観測と技巧的数値実験を融合し実証することを研究目的とする.
    2019年度は本格的観測に入る前の観測準備のため,日本海近傍や東シナ海を母港に持つ練習船を有する機関の研究分担者や協力者,そして担当の航海士と船舶観測のすりあわせ等を行った.また測器開発などにも着手した.それに平行して,海洋が大気に及ぼす影響や縁辺海の長期変動に関する数値的統計的研究に開始した.そのための膨大な量の計算出力や観測データを賄うために高速データ計算機能を有する計算機や大型データ保存装置を新たに導入し,計算機や保存装置の設定等を実施した.大気海洋の物理過程が,海洋生物生産過程へ及ぼす影響についての予備調査にも着手した.また気象キャスター等と連携した一般メディアでの情報発信活動も積極的に行った.初年度で予備的段階ではあるが,海氷や海面水温が大気へ遠隔的に及ぼす影響や冷たいオホーツク海が梅雨に及ぼす影響,日本海の水温の長期トレンドなど特筆すべき新たな研究成果が原著論文となった.
    年度末に予定されていた研究集会がコロナで中止となったが,本観測の予備調査を含め観測準備は順調に進んだ.中止となった会合の代替としてオンラインにて会合を行ったことで,研究の遅延を避けることが出来た.また,観測以外の数値的研究は順調に原著論文としてその成果公表することができた.また,当該年度中には災害級の豪雨や度重なる台風災害,そして歴史的暖冬現象に見舞われた.それら諸現象に関する研究にも着手した.一部の成果について学会発表や原著論文として成果を発信した.以上のことから,研究はおおむね順調に進展した.
    2019年度の終盤にコロナ問題が発生したため,2020年度の梅雨期に予定されている観測の実施時期などの再検討を要することとなった.国際学会などでの活動についても制約が出る可能性がある.従って観測的研究はその準備に重点をおくこと,そして観測が本格化するまでは数値的研究を前倒しして研究を進めたい.また,それ以外の研究項目は当初の予定通り進め,2021年度末に予定される冬期観測の準備や大気・海洋の数値実験や観測システム同化実験の整備を実施する.
    以上をふまえ,本計画研究の目的を達成するため,以下の活動に着手または前年度から継続する.
    1) 大気・海洋の数値実験の予備実験を実施する.例えばデザイン設定等は,仮定的においた海面微細構造とそれを解除した設定で予備実験を開始する.予備実験では過去に豪雨や豪雪をもたらした事例を中心に行い,モデリングの結果は翌年の観測計画(集中域の設定など)にも反映させる.
    2) 観測的研究と数値的研究が有機的連携し研究を円滑に行うために,研究の打ち合わせ会合を年度の後半に行う.
    3) WEBやSNSでの情報発信はもちろんのこと気象キャスター等と連携した一般マスメディアでの研究情報発信活動を実施する.

  3. 大気と海洋の波動エネルギーのライフサイクル解析による熱帯気候変動メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:18H03738  2018年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    相木 秀則, 菅野 湧貴, 尾形 友道, 豊田 隆寛, 福富 慶樹

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:44200000円 ( 直接経費:34000000円 、 間接経費:10200000円 )

    総観規模の大気海洋波動によるエネルギー伝達経路を世界地図上に初めて同定することは気候学的にも地球流体力学的にも意義のある課題である。従来の診断スキームでは熱帯と中緯度を連続して取り扱うことができなかったためにこの問題は未解決であった。最近の理論研究により、すべての緯度帯について継ぎ目のない診断スキームが開発され、さらにこれは重力波と惑星波が混在する状況でも群速度ベクトルの分布を同定できるという利点がある。Li and Aiki (2020)は、この新しいスキームを用いて、インド洋海洋表層の季節波動のライフサイクルについての初めての解析を行ったところ、モンスーンによって赤道東西流偏差が東向きと西向きの極大となるときに、それぞれケルビン波の東向きエネルギーフラックスが最高潮に達し、これが年に4回起きていることが見出された。またインド洋の西岸の近くでは、ソマリジェットと東アフリカ沿岸流それぞれの季節変動によって、赤道向きのエネルギーフラックスがアフリカ大陸海岸線に沿って生じ、各半球で局所的な低気圧性エネルギー循環を形成することがわかった。エネルギーフラックス の可視化手法についてはHelmholtz分解を適用し、流線関数成分とポテンシャル成分に分けて描画することが有効であることがわかった。Song and Aiki (2020)は熱帯大西洋について、Ogata and Aiki (2019)はインド洋の季節内変動についてLi and Aiki (2020)と同様の解析を行い、継ぎ目のないエネルギー伝達経路という描像を初めて明らかにした。これらは熱帯中緯度相互作用をより深く理解するための基盤として位置づけられる。
    本研究チームは情報交換サイトを立ち上げ、定期的にミーティングを実施した。 http://co2.hyarc.nagoya-u.ac.jp/labhp/member/aiki/invepv.html この情報交換サイトでは、エネルギーフラックスの解析ツールを、実現性・正確性に応じて3バージョン構成で開発・配布している。最も実現性の高 い水平2次元版と空間3次元版の解析ツールは既に完成し、これを用いてOgata and Aiki (2019)、Li and Aiki (2020), Song and Aiki (2020)の研究が行われた。豊田・中野は気象研において、MOVE/MRI.COM-G2海洋再解析・予報システムの運用と解析を行っている。尾形は海洋機構においてSINTEX-F CGCMモデル(日欧共同開発)を用いた熱帯短期気候変動(ENSO/IOD)予測システムの運用・解析業務に従事している。これらの結果はToyoda et al. (投稿予定)にまとめられた。名古屋大において福富はJRA- 55/JCDAS大気再解析システムの運用と解析を行い、Fukutomi and Aiki (投稿中)としてまとめられている。最も正確な(4次元空間におけるErtel渦位の逆計算を含む)完全版の解析ツールも完成し、Song and Aiki の2本目の論文として投稿予定である。エネルギーフラックス の鉛直構造を解析できるように進化させた理論論文をAiki et al. (投稿中)としてまとめた。
    季節内スケールについては、(i) MJOのようなケルビン波的構造を持つ大気中の東西循環型擾乱とロスビー波である中高緯度偏西風波動間のエネルギー伝達と、 (ii) 熱帯域内部での異なる種類の波動間の相互作用の両方を加味して考察する。まずこれらを(本研究で適用するエネルギー循環論的アプローチにより)地理的・物理的制約を受けずに定量的に可視化する。次にインド洋域でMJOの初期発達にとって重要な外部波動強制力は中高緯度起源なのか熱帯内起源なのかイベントごとにメカニズムを分類する。この分類結果と背景環境場の因果関係を説明することが、気候変動メカニズムの新しい理解となる。抽出したMJO(BSISO)イベン トに伴うエネルギーの集積と放射の定量的評価と伝達経路の特定を波動エネルギーフラックス解析により行う。こうしてMJO(BSISO)初期発達に先立つ熱帯イン ド洋域外からの擾乱エネルギーの流れを連続追跡することにより、重要な外部波動強制力の起源と種類ごとの相対的重要性を明らかにする。経年変動スケールに ついては、海洋においてMJOとしばしば結合系を形成し、ENSO/IODイベント発生に重要な海洋長周期波動の東西伝播サイクルのメカニズムを、波動エネルギー伝達 経路のトレース解析により明らかにする。ENSO/IODイベントの発達/終息時の海洋長周期波動(赤道ケルビン波、赤道ロスビー波)の東西伝播が成す振動系につい て、海岸線による海洋波動の反射・回折(その後の中緯度波の励起)を考慮して追跡・定量化するのが本研究の特色である。基本的な作業手順はMJOの診断と類似 しているので、チーム内で連携し効率よく作業を進める。波動エネルギーの水平伝達経路の時空間構造を発達・消散時のエネルギー収支への貢献度を定量化する ことにより、過去に提示されたENSO/IOD発達メカニズム群のどれが最も適合するのかを示し、それが業界における新しい指標になるようにする。

  4. 等温位/等密度座標に基づく大気/海洋大循環の解析

    研究課題/研究課題番号:15H02129  2015年4月 - 2020年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    岩崎 俊樹, 小林 ちあき, 山崎 哲, 相木 秀則, 高谷 康太郎, 須賀 利雄, 宮崎 和幸

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    担当区分:研究分担者 

    大気力学と海洋力学には多くの類似性が指摘されるが、対象が異なる故に独立に発展してきた。本研究では、温位座標による大気大循環の表現と密度座標による海洋大循環の表現を比較対照し、波動と平均流の相互作用に関する共通の新しい展開を目指す。断熱状態では、気塊は等温位面で運動し、水塊は等密度面で運動する。流体素片の集団的な振る舞いを解析すれば、ラグランジェ平均の描像を得る。質量加重を考慮した帯状(東西)平均や時間平均に基づいて波動平均流相互作用を定式化し、質量輸送、熱輸送、角運動量輸送、物質輸送を統一的に理解する。また、特定温位以下の極域寒気の流出現象の気候変動影響を調査する。
    温位座標/密度座標に基づく大気/海洋大循環の解析手法を開発した。質量加重付平均は、流体の正味の変位に対応したラグランジェ平均を示唆し、波動と平均流の相互作用の厳密な表現を可能にした。特に、大気の3次元の質量加重付平均法を開発し、大気に関するボーラス速度や波動の3次元伝播を明らかにした。
    特定温位以下の寒気の解析手法を開発した。大陸北部・海氷上で形成された寒気は、主に東アジアと北アメリカ東海岸で強い流出現象を起こし、海洋上のストームトラック周辺で温められて消滅する。この手法を用いて、気候変動、異常気象、低緯度・中高緯度相互作用などの様々な視点で、寒気流出現象を解析した。

  5. 双補完的アプローチによる海洋の中規模渦と海面波浪の消散過程の研究

    研究課題/研究課題番号:26400474  2014年4月 - 2018年3月

    相木 秀則

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    従来の大気海洋力学の理論では,中緯度と赤道域の力学を連続的に接続できないという問題があった.このため,波動エネルギーのライフサイクルを熱帯から中緯度まで追跡することができなかった.本研究では,モデル解析による群速度ベクトルの同定方法について,緯度帯に関するシームレス機能と波動の種類(Rossby波,慣性重力波,Kelvin波など)に関するオートフォーカス機能を共に有する診断式の導出に成功した.これによって気候変動メカニズムに関与する波動エネルギーの生成・循環・消散過程を,群速度ベクトルという意味づけを持って,どの種類の波動にも共通の尺度で世界地図上で追跡できるようになった.

  6. 双補完的アプローチによる海洋の中規模渦と海面波浪の消散過程の研究

    2014年 - 2016年

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    相木 秀則

  7. 非静力大気海洋結合モデルを用いた台風等の数値的研究

    2011年 - 2012年

    科学研究費補助金  新学術 公募研究

    相木 秀則

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    雲解像大気モデル(CreSS:Croud Resolving Storm Simulator:名古屋大学)と非静力海洋モデル(NHOES:Nonhydrostatic Ocean model for the Earth Simulator:海洋研究開発機構)の結合モデルをベースにしてモデル開発を進めた.従来の結合モデルでは大気海洋間の各種フラックス(風応力や熱フラックス)が単純なバルク式によって見積もられ、海面の波浪の砕波などの情報が考慮されていなかった。そこで新たに波浪モデルをコーディングして大気・海洋・波浪の(三者)結合モデルを開発した.これによって大気海洋間のフラックスを見積もるバルク式に波齢や海面粗度依存性を導入し高度化していくためのプラットフォームが完成した.波浪による摩擦によって台風が弱化されることはしばしば指摘されていたが、これをモデル感度実験を用いて確かめたり、大気境界層内の乱流収支を計算したり、運動量の収支を「風から波浪」に行く分をまず計算しその後「波浪から海流」に行く分を計算する等、さまざまなプロセスについて今後の発展が期待される,波浪の影響を取り入れることによる海洋混合層の力学の変化についてまとめた論文(Aiki&Greatbatch,2012 JPO)を出版した.モデル開発と平行して、海洋混合層が台風の発達に与える影響を調べた季節感度実験、インド洋の船舶観測(CINDY2011/DYNAMO)に合わせた毎日の予報実験(2011.10.01から2012.01.31まで)等を行った.

  8. 統一残差平均理論に基づく南極周回流および赤道流のエネルギーと鉛直構造の解析の研究

    2009年 - 2011年

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    相木 秀則

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    海流と地形の作用および波と平均流との相互作用を対象とした統一的なエネルギー解析のフレームワークを開発した.このフレームワークを用いて各種海洋シミュレーションの結果の診断を行い,南極周回流がドレーク海峡で受ける地形の効果やインドネシアの潮汐流による非静力内部重力波の形成に関する素過程と類似性について考察した.また傾圧不安定渦のパラメタリゼーションで培った残差平均手法を海面波に応用するための理論基盤を構築した.

  9. 海洋内部の渦形状抵抗の解析とインド太平洋域の中深層循環のモデリング研究

    2007年 - 2008年

    科学研究費補助金  日本学術振興会海外特別研究員

    相木 秀則

  10. 海洋の中層孤立渦の連続生成に関する研究

    1998年 - 2001年

    科学研究費補助金  日本学術振興会 特別研究員DC1

    相木 秀則

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担当経験のある科目 (本学) 3

  1. 地球流体力学

    2018

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    大気・海洋大循環や気候システムを理解するための基本的枠組の一つである大気・海洋力学の基本的知識を提供する。地球上の大気と海洋の循環は、地球の自転と成層両方の効果を強く受けている。その基礎方程式から導かれる地球規模の渦や波動の構造と特性について解説する。歴史的に振り返ると地球流体力学の意義は、具体的な現象の中から一般原理を抽出し体系化する事によって支配方程式を構築することである。このような思考を通じて、大気と海洋の幅広い現象についての理解・予測の見通しを与える。

    1. 流体の基礎方程式
    2. 波動力学の基礎、水面波
    3. 分散関係式、群速度
    4. 慣性振動、エクマンスパイラル、境界層
    5. 回転成層流体の運動方程式
    6. 内部重力波、鉛直モード分解
    7. 温位・密度座標系、渦位の保存則
    8. 回転水槽実験
    9. 無次元数、有効位置エネルギー
    10. 準地衡風方程式(世界初の数値気象予報に使われた方程式系)
    11. 中緯度ロスビー波
    12. 赤道波、エルニーニョ現象
    13. 順圧不安定
    14. 傾圧不安定(温帯低気圧の発達の力学)
    15. 乱流

  2. 物理海洋学

    2018

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    地球上の海洋の全熱容量は大気の全熱容量の約1000倍あります.このため海洋は熱帯域の加熱と極域の冷却の間を繋ぐパイプの役割を果たします.1回-10回は相木が担当し、黒潮の流路変動,エルニーニョ現象のような気候変動,グリーンランド沖での深層水の形成といったさまざまな時空間スケールの現象を理解する為の基礎を学びます.海洋の循環や波動を理解する為には,特に横方向の壁(=陸地)の影響が鍵となります.11回-15回は石坂が担当し、人工衛星から海洋の状態を計測する技術、および、物理と生物の知見を組み合わせて海洋の物質循環を理解する為の基礎を学びます。

    1 海洋物理学と関連分野
    2 風成循環と熱塩循環
    3 大気海洋相互作用,鉛直混合,海底地形
    4 衛星観測,船舶観測,係留ブイ,漂流ブイ
    5 1.5層モデル,地衡流調節
    6 ロスビー波,準地衡渦度方程式
    7 スベルドラップ循環,渦粘性
    8 サブダクション,モード水,大気海洋間フラックス
    9 潮汐
    10 熱塩循環の多重平衡解
    11-12 海洋のリモートセンシング:原理・特徴・応用
    13-14 海洋の低次生態系
    15 海洋の物質循環

  3. 物理海洋学

    2016

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    地球上の海洋の全熱容量は大気の全熱容量の約1000倍あります.このため海洋は熱帯域の加熱と極域の冷却の間を繋ぐパイプの役割を果たします.海洋の循環や波動を理解する為には,特に横方向の壁(=陸地)の影響が鍵となります.本授業では黒潮の流路変動,エルニーニョ現象のような気候変動,グリーンランド沖での深層水の形成といったさまざまな時空間スケールの現象を理解する為の基礎を学びます.

担当経験のある科目 (本学以外) 2

  1. 海洋科学

    2014年4月 - 2015年3月 東京学芸大学)

  2. 海洋科学

    2012年4月 - 2013年3月 東京学芸大学)

 

社会貢献活動 3

  1. 海を観る・地球を知る2021オンライン

    役割:講師

    蒲郡市生命の海科学館  講演会「回転水槽実験から学ぶ大気と海洋の流れの仕組み」  2021年3月

  2. 海を観る・地球を知る ~体験!海洋研究最前線 in 蒲郡~

    役割:企画, 実演

    蒲郡市生命の海科学館・名古屋大学宇宙地球環境研究所  2019年3月

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    対象: 小学生, 中学生, 高校生, 保護者, 社会人・一般

    種別:出前授業

  3. 海を観る・地球を知る ~体験!海洋研究最前線 in 蒲郡~

    役割:企画, 実演

    蒲郡市生命の海科学館・名古屋大学宇宙地球環境研究所  2018年3月

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    対象: 小学生, 中学生, 高校生, 保護者, 社会人・一般

    種別:施設一般公開