私は，気象学と気候力学を専門とし，特に，日々の天気や気候の形成・変動に大きな影響を与える移動性高低気圧（ストームトラック）の活動とそれらの背景となるジェット気流等との相互作用や，中緯度における大気と海洋の相互作用について研究しています．

私の研究は，このような地球システムにおける異なる特徴的スケールの現象間の相互作用に関する理解を深化させ，日々の天気変動と気候変化・変動の理解の間を「接続」することで，それらの予報・予測の精度向上に資する知見を得ることを目指しています．

これらの研究を通じて，人々の暮らしといのちを守るための基盤を築き，安心安全で持続可能な社会の実現に貢献していきます．

移動性擾乱（高低気圧）とストームトラック活動

我々が暮らす中緯度地域において，日々の天気は主に移動性の高低気圧によって引き起こされています．例えば，西から移動性低気圧（温帯低気圧）が接近する際に天候が悪化することが良く知られています．

北半球において，移動性高低気圧の活動が特に活発な地域は，日本付近から北太平洋西部，および北米東岸から北大西洋の2箇所が挙げられます（下図）．理論上，移動性高低気圧の発達度は南北の気温差（傾圧性）に比例することが知られています．実際に，移動性高低気圧の活動が活発な領域（ストームトラック）は，南北の気温差の大きい領域に対応するジェット気流とよく対応し，大気の大きな傾圧性を維持する役割を担う海洋前線帯の近傍に存在しています．

オイラー的統計における高低気圧性渦の寄与分離

上記の多角的なアプローチに基づき評価したストームトラック活動度のデータ（トラッキングの結果やオイラー的な統計等）を，複数の再解析データだけでなくCMIP6等のモデルデータ，大アンサンブル気候モデルシミュレーション(d4PDF)に適用し，月平均データを作成しています．共同研究等，ご興味のある方は岡島までご連絡下さい．

移動性高低気圧活動の季節性に注目すると，北大西洋（下図の各パネル右側）では，傾圧性（≒上空のジェット気流の風速）が最大となる真冬（1月）に活動が最も活発化します．しかしながら，北太平洋（下図の各パネル左側）においては，傾圧性が極大となる真冬に，初冬や早春と比較して移動性高低気圧の活動が弱まるという，特異な季節性がみられます．

この「北太平洋のストームトラック活動の『真冬の振幅低下』」と称される現象は，理論と矛盾することから，中緯度気象・気候力学のテストケースとして，発見以来30年以上にわたり研究が進められ，様々なメカニズムが提案されてきました．しかしながら，そのメカニズムについては依然として不明な点が多く，気象・気候力学における未解明問題の一つであると言えます．

私は，この北太平洋のストームトラック活動度の「真冬の振幅低下」のメカニズムの解明を目指し，多角的なアプローチから研究を進めてきました．

• 移動性高低気圧頻度の季節性：Okajima, S., H. Nakamura, Y. Kaspi (2023). Distinct roles of cyclones and anticyclones in setting the midwinter minimum of the North Pacific eddy activity: a Lagrangian perspective, J. Climate. Journal Site

• エネルギー論による定量的考察：Okajima, S., H. Nakamura, Y. Kaspi (2022). Energetics of transient eddies related to the midwinter minimum of the North Pacific storm-track activity, J. Climate. Journal Site

• 高低気圧による寄与の相対的重要性：Okajima, S., Nakamura, H., Kaspi, Y. (2024a). Anticyclonic suppression of the North Pacific transient eddy activity in midwinter. Geophys. Res. Lett., 51, e2023GL106932. Journal Site

• 将来変化：岡島ら，日本気象学会2024年度秋季大会

爆弾低気圧頻度の長期変調

• Kuwano-Yoshida, A., S. Okajima, H. Nakamura (2022). Rapid increase of explosive cyclone activity over the midwinter North Pacific in the late 1980s, J. Climate. Journal Site

→ 本論文の研究成果が以下のページにて紹介されています．

京都大学

中緯度における大気と海洋の相互作用

地球上の大気と海洋は密接に結びついており，その相互作用は気候システムの形成・変動を理解する上で不可欠です．日本をはじめとする中緯度地域でも，日々の天気変化や，季節から年々～十年規模の天候・気候の変動は，大気と海洋の相互作用と密接に関わっています．

私は特に，中緯度海洋が大気に対して与える影響に焦点を当て，大規模な大気循環や移動性高低気圧活動への影響について調査を行ってきました．

北太平洋における海面水温の異常が，大規模な大気循環にどのような影響を与えるのかを，大気大循環モデル(AGCM)を用いた数値実験によって調査してきました．

本テーマに関して，気象研究ノート第244号「気候系の Hotspot：中緯度大気海洋相互作用研究の新展開」の「大気海洋雪氷系における大洋・半球スケールの鉛直結合変動」の執筆に携わっています．

2011年夏の北太平洋の顕著な暖水異常に着目し，その大気応答が夏から秋にかけて顕著な季節性を有することを指摘しました．

• Okajima, S., H. Nakamura, K. Nishii, T. Miyasaka, A. Kuwano-Yoshida: Assessing the importance of prominent warm SST anomalies over the midlatitude North Pacific in forcing large-scale atmospheric anomalies during 2011 summer and autumn, J. Climate, 27, 3889-3903, 2014. Journal Site

冬季の北太平洋亜寒帯前線帯の十年規模変動に伴う海面水温変動に対する大気応答の調査とその維持メカニズムについて調査し，応答が背景場からのエネルギー変換によって維持される「力学モード」的性質を有することを明らかにしました．

• Okajima, S., H. Nakamura, K. Nishii, T. Miyasaka, A. Kuwano-Yoshida, B. Taguchi, M. Mori, Y. Kosaka: Mechanisms for the Maintenance of Wintertime Basin-Scale Atmospheric Response to Decadal SST Variability in the North Pacific Subarctic Frontal Zone, J. Climate, 31, 297-315, 2018. Journal Site

高低気圧性領域内での水収支を各々定量的に評価することで，北太平洋・北大西洋の海洋前線帯により，移動性高低気圧間の水循環が強化されていることを明らかにしました．

• Okajima, S., Nakamura, H., Spengler, T. (2024b). Midlatitude oceanic fronts strengthen the hydrological cycle between cyclones and anticyclones. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL106187.Journal Site

下方境界条件として水平高解像度の海面水温を与えたJRA-55のサブプロダクトJRA-55CHSを用い，海洋前線帯の海面水温場の微細構造が大気再解析に与える影響の評価を行いました．

• Masunaga, R., H. Nakamura, H. Kamahori, K. Onogi, S. Okajima: The JRA-55CHS: An atmospheric reanalysis constructed with high-resolution sea surface temperature, SOLA, 14, 2018, 6-13. Journal Site

（複合）極端現象 

国内外の複数の機関と共同研究を実施しています．（以下は時系列順，共同研究実施当時の所属）

• 国内：海洋研究開発機構，気象庁，気象庁気象研究所，京都大学，富山大学，港湾空港技術研究所，北海道大学

• 国外：ワイツマン科学研究所（イスラエル），ベルゲン大学（ノルウェー），フロリダ州立大学（アメリカ），バルセロナ大学（スペイン），NOAA（アメリカ），漢陽大学（韓国）

• 若手研究(代表)：「南岸低気圧の活動の特徴的な季節性とその変動メカニズムの解明」 R4~R7

• 基盤研究(B)(分担)：「大気渦状擾乱の極性別の振舞いを評価可能な斬新な診断法による新しい大気循環力学」 R4~R7

• 特別研究員奨励費(代表)：「中緯度海洋の水温変動が大規模大気循環に与え得る影響に関する研究」 H27~H28

• 環境研究総合推進費(分担)：「日本・アジア太平洋地域の将来変化に関わる複合的な極端気象・気候現象の定量化と理解」 R6~R8 ウェブサイト

• 環境研究総合推進費(分担)：「極端気象の将来変化に関する物理的理解に基づく予測不確実性を低減した情報伝達」 R4~R5

• 学術変革領域研究（A） 「暴れる気候」と人類の過去・現在・未来　計画研究課題「気候モデリングによる過去2,000年の古気候復元」(協力者) R6~R10

• 気候変動予測先端研究プログラム(協力者) R4~R8

• 北極域研究強化プロジェクト(ArCS III; 協力者) R7~R11

• 北極域研究加速プロジェクト(ArCS II; 協力者) R2~R6

• 共創の場形成支援プログラム(協力者)：地域気象データと先端学術による戦略的社会共創拠点 R2～R11

• 新学術領域研究（協力者）：「大気循環変動とその予測可能性に関わる中緯度大気海洋相互作用」 R1~R5