気象庁気象研究所 台風研究部
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科学研究費補助金 新学術領域公募研究(平成25-26年度)

中緯度における台風や大気擾乱の予測可能性と海洋の相互作用に関する研究

研究代表者 気象研究所台風研究部第1研究室 和田 章義

連携研究者 気象研究所予報研究部第2研究室 国井 勝

連携研究者 気象研究所台風研究部第2研究室 嶋田宇大

研究目的

台風や大気擾乱の数値シミュレーションは大気や海洋の初期場の解析や、数値モデルに組み込まれている物理過程の不完全さに起因する不確定的要素の影響を受ける。 本研究では大気や海洋の初期場の不確定性に着目し、最小分散推定に基づいたデータ同化手法である局所アンサンブル変換カルマンフィルター(LETKF)を用いて、 ①大気初期場に関して、より尤もらしくするための客観解析を黒潮続流域集中観測期間及び台風の事例について実施し、 ②データ同化により得られる誤差共分散を解析することにより、大気初期場の不確実性を評価する。 さらにLETKF及び海洋データ同化システムで得られた客観解析場を元に、非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーション及びアンサンブル実験結果を実施し、台風や大気擾乱の豪雨、強風をもたらすプロセスを解明することを目的とする。

新学術模式図

平成26年度研究計画

  • 前年度に引き続き、2009年台風14号(Choi-wan)の事例について、NHM-LETKFによる大気解析結果を用いて数値実験を実施し、大気場の不確実性が台風予測に与える影響を評価する。
  • NHM-LETKFと日本周辺海域における集中観測データやKEOブイデータ等により、データ同化実験を引き続き行う。
  • 数値モデルに組み込まれている物理過程の不完全さに起因する不確定的要素を評価するため、非静力学大気波浪海洋結合モデルによる数値シミュレーションによる感度実験を台風や大気擾乱に対して実施する。

平成25年度研究の実施内容

大気や海洋の初期場の解析に含まれる誤差が台風や大気擾乱の予測に与える影響を評価するために、異なる海洋初期値の元で、2009年台風14号(Choi-wan)のアンサンブル実験を、水平解像度6kmの非静力学大気波浪海洋結合モデルにより実施した。2週間程度の期間における海洋環境場の変化が台風中心気圧の予測に与える影響は成熟期でもっとも大きく、10hPa程度であった。海洋環境場の変化が軸対称平均した台風構造に与える影響を調べた結果、台風の発達段階によって異なることが明らかとなった。発達期においては非傾度風バランスが卓越する大気境界層上端及びインフロー先端域、成熟期においては眼の壁雲付近で温度傾度が大きくなる領域、そして衰退期もしくは温帯低気圧移行期においては、大気境界層下層のインフロージェット域において、海洋環境場の変化の影響は大きく現れた。非静力学大気波浪海洋結合モデルを予測モデルとした、NHM-LETKFを開発し、2008年台風Sinlakuの事例に適用した結果、台風域における海水温低下と、それによる台風の強化抑制が解析された。LETKFを導入した局地気象予測モデル(海洋非結合モデル:NHM-LETKF)と、黒潮続流域集中観測期間の観測データを用いて客観解析を実施し、水平解像度15km相当の客観解析データを作成した。本データについては、新学術研究グループに公開した。また水平解像度15kmのNHM-LETKFを用いて、2009年台風14号(Choi-wan)のデータ同化実験を実施した。水平解像度が相対的に粗いこともあり、気象庁ベストトラックで解析されたChoi-wanの急発達については過小評価となった。 一方で、成熟期から衰退期における強度解析はベストトラックと整合的な結果となった。この傾向は2008年台風Sinlakuの事例と共通していた。

  

研究発表(印刷)(平成23-24年度課題のものも一部含む)

研究発表(口頭等)

  • 2014年8月27日 東京大学大気海洋研究所国際沿岸海洋研究センター研究集会 中緯度気象・気候研究の現状と展望 「台風予測に対する 大気海洋相互作用及び境界層過程の役割」岩手県大槌町 (招待講演)
  • 2014年7月28日 アジア・オセアニア地球科学会 「Numerical Simulations on Rapid Intensification of Typhoon Haiyan (T1330)」 北海道札幌市 (Session Convener and Chair)
  • 2014年5月24日 日本気象学会春季大会 「台風1330号(Haiyan)における大気海洋環境場の役割」神奈川県横浜市
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  • 2014年5月23日 日本気象学会春季大会 「NHM-LETKFを用いた台風0813号(Sinkaku)の予測可能性」 神奈川県横浜市
  • 2014年5月20日 メソ気象研究会 「数値シミュレーションによる台風発達の研究」 東京都大手町
  • 2014年2月27日 Ocean Science Meeting 「NUMERICAL INVESTIGATIONS ON INTENSIFICATION OF TYPHOONS, SEA SURFACE COOLING AND OCEANIC ENVIRONMENTS IN THE WESTERN NORTH PACIFIC.」 (Poster) Honolulu, Hawai.
  • 2013年11月13日 環境研究シンポジウム 「台風通過に伴う海洋の応答と台風への影響」(Poster) 東京都千代田区
  • 2013年5月23日 日本地球惑星科学連合大会 「Numerical study on TC-induced oceanic carbon system changes」 千葉県幕張市 (Session Convener and Chair)
  • 2013年5月23日 日本地球惑星科学連合大会 「Daily observations by profiling floats and numerical simulations on typhoons during 2011-2012 typhoon seasons」(Poster) 千葉県幕張市 (Session Convener and Chair)
  • 2013年5月18日 日本気象学会春季大会 「海洋データ同化による海洋解析場が台風シミュレーションに与える影響」 東京都渋谷区 (Session Chair)

last update : 2014-10-23
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