A2 顕著現象監視予測技術の高度化に関する研究
- 副課題１：診断的予測技術に関する研究
- 副課題２：監視・予測技術改善のための研究・開発
- 副課題３：次世代観測システム構築に向けた研究
期間
平成26年度～平成30年度（5年計画第1年度）
研究代表者
角村悟 気象衛星・観測システム研究部長
担当研究部
副課題1：予報研究部
副課題2：気象衛星・観測システム研究部、予報研究部、火山研究部
副課題3：気象衛星・観測システム研究部、予報研究部、台風研究部、火山研究部
目的
局地的大雨・集中豪雨や竜巻等の突風など甚大な災害に直結する顕著現象の監視予測技術の高度化により、国民の安心・安全への貢献を目指す。また、次世代の気象監視予測をになう観測システム構築に資する技術を開発する。
目標
現業観測や数値予報資料に基づく統計的研究および新しい観測測器による研究観測を総合的に活用し、顕著現象について、数時間程度の短時間の監視・予測技術の開発・向上を目指すとともに、降水の高分解能観測・水蒸気観測の開発およびひまわり８，９号による観測の利用等を元に、顕著現象の短時間の監視・予測に有効な観測システム構築に資する研究・開発を行う。
| （副課題1） | 数値予報や客観解析資料、さらに高解像度非静力学モデルを活用して豪雨発生および終焉要因について統計的に調査し、気象庁予報担当者の予報現業での診断的予測技術向上に資する知見・手法を得る。 |
| （副課題2） | 二重偏波レーダー、GPS 視線方向遅延量、高密度観測網等を用いて、顕著現象をもたらす積乱雲等のじょう乱の発生・発達にとり重要な要素である水蒸気・雨水・固体粒子といった水に関する高精度観測を行い、現象の時空間分布・発生機構の解明を行うとともに、顕著現象の検出・直前予測・短時間予報の改善に資する観測データ処理アルゴリズムを開発する。 |
| （副課題3） | フェーズドアレイレーダー・３次元雷センサ・水蒸気観測用ラマンライダー・衛星ラピッドスキャン等を用いて、激しい降水をもたらす積乱雲の微細構造を観測するための手法の開発、数値予報精度向上に資する水蒸気分布観測等最新技術の導入、および次期静止気象衛星観測の活用等様々な新しい観測技術の特性を把握するとともに、ＯＳＳＥなどの技術を用いて、それらの監視・予報精度向上への有効性について客観的に評価する技術を開発し、次世代観測システム構築に資する知見を得る。 |
平成26年度の目標
| （副課題1） | ① 客観解析データを用いて豪雨の発生および終焉要因を総観場と関連付けて調査し，その要因の特徴を期間平均（年別・月別等）と比較することで明らかにする。 また，豪雨の主要因として提案されている500m 高度データ（相当温位，水蒸気フラックス量など）について，他の要因と比較しながらその評価を行う。 ② 水平解像度 1km の非静力学数値予報モデルを用いて，客観的に抽出された1995年度以降の複数の過去の豪雨事例の再現実験を行うことで，豪雨の発生要因の統計的な調査に着手する。 ③ 気象庁の予報業務研修での講義や各官署に出向き指導・教育することにより，予警報業務の課題やニーズを把握する。 |
| （副課題2） | ① 積乱雲の内部構造を観測し積乱雲および竜巻等突風・局地的大雨の解析を行う。さらに探知アルゴリズムのとして、高速スキャンレーダーによる渦および降水コア検出のための要素技術の開発に着手する。 ② 雷詳細観測を行い、雷放電・発雷機構の解析をする。 ③ 衛星ラピッドスキャンデータの解析アルゴリズム開発を行う。 ④ ドップラーライダーによる晴天ガストフロント検出アルゴリズム開発を念頭に、ドップラーライダー解析・処理ツールを整備する。 ⑤ 副課題３－③の成果を用い、固体素子二重偏波レーダーによる関東地方の顕著現象の観測を行うとともに、つくば竜巻などの過去の顕著現象の解析を行う。 ⑥ 副課題３－⑤の成果を用い、リアルタイム解析による複数 GNSS の視線遅延量を利用した積乱雲の発達監視技術のプロトタイプ作成。 |
| （副課題3） | ① 可搬型ドップラーレーダーについて、セクタースキャンによる高速化・高PRF による高分解能化、およびIQ 取得機能付加を行い、可搬性を生かして試験観測を実施する。また、急発達する積乱雲および突風・局地的大雨等を最速10 秒、100m以下の分解能で半径20-60km の範囲を立体的に観測できるフェーズドアレイレーダーの製作を行う。 ② 雷放電路３次元可視化機動ネットワークシステムの製作を行う。 ③ 二重偏波情報の品質管理手法の最適化、竜巻検出アルゴリズムの開発、地形クラッタの位相算出プログラムの作成を行う。 ④ 小型軽量で可搬性に優れた機動観測用水蒸気ラマンライダーを開発する。 ⑤ 視線遅延量リアルタイム解析，積雪深、土壌水分量、海上の水蒸気量、及び水蒸気３次元構造の解析アルゴリズムのプロトタイプを開発する。 ⑥ 次期ひまわりのチャンネル波長に対応した代表的氷晶粒子の散乱データベースを作成し1DVAR 雲解析アルゴリズムに組み込む。また雲域1DVAR の事例解析を実施し解析結果の粒子モデル依存性について調査を行う。形状のサイズ依存性を考慮した新しい鉱物性エアロゾル粒子モデルを開発し、その散乱データベース作成を開始する。 ⑦ 赤外センサ：単純雲同化処理の改良（水蒸気チャネルの追加など）及び，現業システムへの実装作業を行う．また、衛星搭載レーダー：シミュレータを用いて観測データとNHM モデルの比較を行い，モデルの再現性を調査する．これを元に，品質管理・同化手法を検討する． ⑧ 文献調査を行う。 |
研究計画の詳細は以下のファイルをご覧ください。
顕著現象監視予測技術の高度化に関する研究_研究計画（PDF 1363KB）