2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K13566
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
芳村 圭 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50376638)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | データ同化 / 古天気 / 気候モデル / 古日記 / 文理融合 / アンサンブル / 大気環境場 / 雲量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、局所アンサンブル変換カルマンフィルタ（LETKF）を用いた既存の水同位体情報データ同化システム（Yoshimura et al. 2014）をベースに、モデルによって診断された全雲量（Total Cloud Cover）をデータ同化する変数とし、すべての予報変数（U, V, T, q, Ps）がその影響を受けるよう改変した。そのうえで、NCEP2再解析データ（R2）を真値とし、日本域の18地点で全雲量（以降単に雲量と記す）が観測されたとして、それらをデータ同化システムに投入した。観測標準誤差から得られる観測誤差をランダムに与え仮想的な観測データを作成するが、観測頻度は1日1回とし、天気は大きく3つに分けられるとして雲量の観測標準誤差は30％程度と大きく見積った。アンサンブルメンバーの初期値としては、あらかじめデータ同化なし実験を2005年1月1日から1年間走らせ、現実の大気状態と十分に独立した初期値を作成した。2006年1月1日時点の初期値アンサンブルから1か月間、データ同化を行い、真値であるR2データの雲量をはじめ表面気圧、気温、風速、水蒸気量、降水量などがどの程度近づくのか（或いは遠ざかるのか）を調べた。
その結果、雲量に関して、現実的な観測データ分布を想定した日本のほぼ全域で、データ同化によってアンサンブル平均値が真値に近づいており、データ同化システムが意図通り機能していることが示された。ほかの変数についても、雲量ほどではないが、データ同化あり実験のほうが、なし実験よりも日本及びその近辺で真値に近づいており、雲量をデータ同化することで、大気場にも良い影響がもたらされていることがわかった。これらの結果については、現在国際誌に投稿すべく準備中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
古天気用のデータ同化システムのプロトタイプが構築され、初期的な結果はおおむね良いものであったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．これまでに調べた統計的な相関・誤差情報から、観測した天気情報を物理的数値情報に変換する換算式を構築する。例えば、曇りという指標に判定されやすい環境場を確率的に表現することは可能であり、そう言った確率情報のデータ同化手法というものも提案されている（Lien, 2014）ため、その手法の適用について検討する。２．同化実験の性能評価を行う。天気情報データがある場合に、時間と空間のそれぞれの変動についてどの程度解析精度が改良するのか比較する。３．さらなる性能評価として、天気情報データがあるケースとないケース、そして直接の気象観測データが十分にあるケースのそれぞれについて解析時刻からの予報を行い、予報精度（500hPa高度の偏差分布等）を比較する。これにより、天気情報データを投入した場合の解析あるいは予報精度が、現在の何日後の予報精度と同等程度であるのか、という比較が可能となる。４．「歴史天候データベース」に保存された古日記天気情報をデータ同化した17世紀から19世紀ごろまでの再解析データを作成する。1782年から88年に起こったとされる天明の飢饉、1831年から37年に起こったとされる天保の飢饉を対象に、その時の気候条件の時空間分布を復元することを試みる。
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