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Dynamical Understanding for Diversity of Extratropical Cyclone Structure Caused by Differences in Environments between Pacific and Atlantic

Research Project

Project/Area Number 19KK0351
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionJapan, Meteorological Research Institute (2022-2023)
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (2020-2021)
The University of Tokyo (2019)

Principal Investigator

栃本 英伍  気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (40749917)

Project Period (FY) 2020 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Keywords温帯低気圧 / 前線 / ジェット気流 / 黒潮 / ガルフストリーム
Outline of Research at the Start

温帯低気圧は中緯度で発生・発達する総観規模の大気現象である。本研究は、海域間で異なる構造を持つ温帯低気圧が生じる原因を明らかにするとともに、異なる海域の温帯低気圧が環境場へ与える影響の違いを明らかにする研究を行う。まず、ジェット気流、水平温度勾配(傾圧性)、海洋などの、海域間で異なる環境場が低気圧の内部構造および力学に与える影響を、データ解析および数値実験を用いて明らかにする。また、低気圧が環境場の傾圧性へ与える影響を調べる診断的手法を本研究に適用し、低気圧と環境場の相互作用の理解進展を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

ノルウェーのベルゲン大学地球物理研究所に2023年9月から2024年3月まで滞在し、同研究所所属のThomas Spengler教授と共同研究を行った。大気下層の環境の流れ場の構造が、北西太平洋で発達する温帯低気圧の発達に対する影響を長期の客観解析気象データ(JRA55)を用いて調べた。まず、1979年ー2016年の冬季に北西太平洋で発達した温帯低気圧を自動抽出した。続いて、大気下層の環境の流れ場に対して、低気圧が発達していた場所を基準に低気圧を客観的に分類した。その結果、70%以上の低気圧が環境の流れが合流している場で発達していることがわかった。一方約25%の低気圧は、環境の流れが分流している場で発達していた。また、低気圧の発達度合の違いを調べたところ、合流している場で発達する低気圧の方がより強くなりやすいことがわかった。その原因をエネルギー収支解析によって調べたところ、合流している場で発達する低気圧においては、傾圧的なエネルギー変換および非断熱加熱によるエネルギー生成が分流している場で発達する低気圧よりも大きくなることで、低気圧の発達度合に違いに寄与していることがわかった。得られた成果について、Spengler教授と共著の学術論文を執筆し、投稿した。
また、線状降水帯等の豪雨を引き起こす温帯低気圧の構造や環境場の特徴を調べるために、線状降水帯等の豪雨を伴う温帯低気圧を客観的に抽出し、いくつかの顕著事例の特徴を調べた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナの影響で延期されていた海外渡航を実現し、6ヶ月間の滞在による共同研究を実施することができた。ベルゲン大学地球物理研究所の研究者とのコミュニティを広げることができ、同研究所のセミナーで4回の研究発表を行うことができた。また、今回の滞在で得られた研究成果を学術誌にも投稿することができた。

Strategy for Future Research Activity

温帯低気圧の発達と大気下層の環境場の流れの関係を調べた研究については、現在投稿中の学術論文の査読結果を待ち、適宜改訂を行い、受理を目指す。また、今回北西太平洋の温帯低気圧で得られた結果を北西大西洋の温帯低気圧にも拡張して調査を行う。線状降水帯を引き起こす温帯低気圧の研究については、顕著現象の詳細な解析を行う。また、統計的な調査も実施し、線状降水帯を引き起こす温帯低気圧構造の平均的な特徴を調べる。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Structural and Environmental Characteristics of Western Baiu Frontal Depressions2023

    • Author(s)
      Tochimoto Eigo、Yanase Wataru
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 36 Issue: 8 Pages: 2349-2365

    • DOI

      10.1175/jcli-d-22-0515.1

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantification of precipitation and latent heating associated with Northern Hemisphere winter extratropical cyclones using the GPM KuPR2023

    • Author(s)
      Tsuji Hiroki、Takayabu Yukari N.、Tochimoto Eigo
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: EOR Issue: 14 Pages: 1-35

    • DOI

      10.1175/jcli-d-22-0197.1

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of an Upper-level Trough on the Formation of a Baiu Frontal Depression that Caused a Torrential Rainfall Event in Southern Kyushu, Japan on July 4, 20202022

    • Author(s)
      Tochimoto Eigo, Iizuka Satoshi, Ohigashi Tadayasu
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 18A Issue: Special_Edition Pages: 1-7

    • DOI

      10.2151/sola.18A-001

    • NAID

      130008159452

    • ISSN
      1349-6476
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparing Frontal Structures of Extratropical Cyclones in the Northwestern Pacific and Northwestern Atlantic Storm Tracks2022

    • Author(s)
      Tochimoto Eigo, Niino Hiroshi
    • Journal Title

      Monthly Weather Review

      Volume: 150 Issue: 2 Pages: 369-392

    • DOI

      10.1175/mwr-d-21-0181.1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characteristics of Extratropical Cyclones That Cause Tornadoes in Italy: A Preliminary Study2021

    • Author(s)
      Tochimoto Eigo、Miglietta Mario Marcello、Bagaglini Leonardo、Ingrosso Roberto、Niino Hiroshi
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 180-180

    • DOI

      10.3390/atmos12020180

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2022年8月3-4日に山形県・新潟県で発生した集中豪雨に関わる環境場・循環場および過去事例との比較2023

    • Author(s)
      栃本英伍、廣川康隆
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
  • [Presentation] 梅雨前線帯低気圧の構造と環境場2023

    • Author(s)
      栃本英伍、柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] スプリット前線の統計的特徴と温帯低気圧との関係2022

    • Author(s)
      栃本英伍、新野宏
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] スプリット前線のスプリット前線の統計的特徴と温帯低気圧の関係2022

    • Author(s)
      栃本英伍、新野宏
    • Organizer
      2022年日本気象学会春季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] スプリット前線を伴う温帯低気圧によって生じた大雨の数値シミュレーション2021

    • Author(s)
      栃本英伍、飯塚聡
    • Organizer
      2021年気象学会秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2020年 4月12-13日に三重県尾鷲市で発生した大雨に対する黒潮大蛇行の影響2020

    • Author(s)
      栃本英伍、飯塚聡
    • Organizer
      2020年 日本海洋学会秋季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 2020年4月12-13日に三重県尾鷲市で南岸低気圧に伴って生じた大雨の数値シミュレーション2020

    • Author(s)
      栃本英伍、飯塚聡
    • Organizer
      非静力学モデルに関するワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-02-06   Modified: 2024-12-25  

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