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新世代気象衛星を用いた台風内部コア領域の風速推定手法開発と台風の変動過程の解明

Research Project

Project/Area Number 21J12026
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

塚田 大河  北海道大学, 環境科学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords台風 / 気象衛星
Outline of Research at the Start

世界的な課題である台風強度予測の精度向上には,台風強度推定の精度向上が不可欠である。現在,現業における台風強度推定は経験的な手法に頼っており,時事刻々変化する台風強度の物理的推定には限界がある。
日本が世界に先駆けて2015年に運用を開始した新世代気象衛星「ひまわり8号」では,従来に比べてその時空間分解能が飛躍的に高められ,特に台風を2.5分おきに追尾観測する台風機動観測は台風の詳細な変動を解明するポテンシャルを秘めている。
本研究ではその観測を最大限に活用し,衛星画像の雲追跡により台風中心付近の風速構造とその変動を明らかにする。またそれらの台風強度との関係を調査し,台風強度推定の革新を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

新世代静止気象衛星を用いた物理的で客観的な台風強度推定に向けて、(1) 台風の最大風速半径の推定手法開発と、(2) 台風に特化した雲追跡手法の開発を行った。

(1) 合成開口レーダー観測からリトリーブされた海上風を用いて台風の最大風速半径を測定し、同時刻の静止気象衛星の赤外画像から測定された台風の眼の半径との関係を調査した。両者には非常に高い相関関係(相関係数=0.97)が確認された。この関係を利用して眼の半径から最大風速半径を回帰することで、従来提案されていた手法に比べて半分以下の誤差で高精度に推定できることを示した。本研究についてまとめた論文はMonthly Weather Review誌から出版された。

(2) 静止気象衛星の高頻度観測を用いた台風に特化した雲追跡手法を開発した。事前に設定した複数の角速度を用いて、台風の回転を相殺するように逆回転させた画像シーケンス群を作成し、それらに対して狭い探索範囲で相互相関法を用いたテンプレートマッチングによる雲追跡を行った。品質管理を通過した雲追跡風を解候補とし、時空間的な連続性を互いに担保し合う候補のみを残すような反復処理により最終解を得た。これにより、従来は困難であった台風内部コア領域の詳細な風分布を得ることに成功した。これを複数の台風事例に適用することで、内部コア領域の風速分布の一般的な特徴や特殊なケースがあることが明らかになりつつある。本研究については更なる調査の上、投稿論文にまとめる予定である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Strong Relationship between Eye Radius and Radius of Maximum Wind of Tropical Cyclones2023

    • Author(s)
      Tsukada Taiga、Horinouchi Takeshi
    • Journal Title

      Monthly Weather Review

      Volume: 151 Issue: 2 Pages: 569-588

    • DOI

      10.1175/mwr-d-22-0106.1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Strong Relationship between Eye Radius and Radius of Maximum Wind of Tropical Cyclones2022

    • Author(s)
      Taiga Tsukada, Takeshi Horinouchi
    • Organizer
      35th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of the tangential winds and asymmetric structures in typhoon inner core region using Himawari-82021

    • Author(s)
      Taiga Tsukada, Takeshi Horinouchi
    • Organizer
      34th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ひまわり8号赤外画像を用いた台風の風速推定2021

    • Author(s)
      塚田 大河・堀之内 武
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of the Tangential Winds in Typhoon Inner-core Region Using Himawari‐8 Infrared Images2021

    • Author(s)
      Taiga Tsukada, Takeshi Horinouchi
    • Organizer
      18th Asia Oceania Geosciences Society Annual Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 静止気象衛星を用いた台風強度推定に向けて-SAR海上風との比較検討-2021

    • Author(s)
      塚田 大河・堀之内 武
    • Organizer
      台風研究会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 静止気象衛星を用いた台風強度推定に向けて-SAR海上風との比較検討-2021

    • Author(s)
      塚田 大河・堀之内 武
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] Tropical Cyclone Information by Horinouchi Lab

    • URL

      http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/people/horinouchi-lab/TC/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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