融合型経常研究
メソスケールデータ同化とアンサンブル予報に関する研究

副課題1 メソデータ同化技術の高度化
副課題2 観測データ利用手法の高度化
副課題3 メソアンサンブル予報技術の開発


研究期間 平成21年度〜平成25年度(5年計画第3年度)
研究代表者 斉藤 和雄 (予報研究部) 

研究担当者

斉藤和雄・小司禎教・瀬古 弘・川畑拓矢・折口征二 ・露木 義(予報研究部)、青梨和正・國井 勝(台風研究部)、石元裕史(気象衛星・観測システム研究部)、藤田匡(併任、気象庁予報部数値予報課)

研究目的

  データ同化手法の高度化と各種リモートセンシング観測データの活用に関する研究、メソ数値予報にアンサンブル手法を適用する研究等に取り組み、非静力学数値予報モデルの初期値改善を通じて市町村単位での降水の短時間の予測の精度を向上させるとともに、予測に信頼度や確率情報を付加する技術を開発する。

研究目標
 
  1. メソデータ同化技術の高度化
    雲物理過程を扱って非静力学モデルで降水系を再現・予測するために、次の4項目について研究を実施する。
    • NHM-4DVARの開発
    • アンサンブル予報を用いた変分法的データ同化法の開発
    • 局所アンサンブル変換カルマンフィルタの開発
    • 台風初期値の改善と熱帯域同化実験

  2. 観測データ利用手法の高度化
    各種リモートセンシングデータを用いて非静力学数値モデルの初期値を改善させるために、次の4項目について研究を実施する。
    • マイクロ波放射計データ同化手法の開発
    • GPSデータ同化手法の開発
    • NHM-4DVARへの同化実験
    • 局所アンサンブル変換カルマンフィルタへの同化実験

  3. メソアンサンブル予報技術の開発
    アンサンブル予報に基づいて短期量的予測に信頼度や確率情報を付加する技術を開発するために、次の4項目について研究を実施する。
    • 各種摂動手法の比較と改良
    • 物理過程摂動手法の開発
    • 予測信頼度の評価や確率予報の検証
    • 熱帯域・台風アンサンブル実験

今年度の実施計画
 
  1. メソデータ同化技術の高度化
    • NHM-4DVARの開発
      ・現業メソ同化システムとの親和性を高める。
    • アンサンブル予報を用いた変分法的データ同化法の開発
      ・周辺のアンサンブル予報を用いた変分法的データ同化法のシミュレーションデータ、実データを用いた雲解像モデルへのインパクト検証を行う。
    • 局所アンサンブル変換カルマンフィルタの開発
      ・豪雨同化実験を継続する。
      ・共分散膨張手法やメンバー数の検討を行う。

  2. 観測データ利用手法の高度化
    • マイクロ波放射計データ同化手法の開発
      ・NASAやJAXAによる特別観測データ等を用いて、固体降水粒子に対する雲解像モデルの観測演算子の検証を行う。
       地上設置型マイクロ波放射計のアジョイントコードを作成し同化実験を実施する。
    • GPSデータ同化手法の開発
      ・海洋ブイ搭載GPSの解析手法の開発、精度評価を行う。
      ・国外GPS点を含めた視線遅延量のデータ同化実験を行う。
       GPS掩蔽データの同化実験を行う。
    • NHM-4DVARへの同化実験
      ・レーダー反射強度データ、RASSデータ、ライダー動径風の同化実験を行う。
    • 局所アンサンブル変換カルマンフィルタへの同化実験
      ・GPSデータ、動径風、プロファイラー、ライダーデータ等の同化を行う。

  3. メソアンサンブル予報技術の開発
    • 各種摂動手法の比較と改良
      ・各種初期値摂動手法の比較と改良を継続する。
      ・局地豪雨のための雲解像アンサンブル予報の摂動手法について検討する。
    • 物理過程摂動手法の開発
      ・確率的物理過程摂動手法を導入する。
    • 予測信頼度の評価や確率予報の検証
      ・日本域でメソアンサンブル予測を継続的に行い、予測信頼度や誤差の定量化手法や確率予報の手法開発を継続する。
    • 熱帯域・台風アンサンブル実験
      ・熱帯域や台風を対象とするアンサンブル予報を実行し、結果を評価する。