2018 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamical, thermodynamical and cloud-microphysical studies of violent wind and heavy rain-producing tropical cyclones: Quantitative improvement of intensity estimations/forecasts
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16H06311
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
坪木 和久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90222140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 暢宏 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60425767)
篠田 太郎 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (50335022)
大東 忠保 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 主幹研究員 (80464155)
中山 智喜 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 准教授 (40377784)
森 浩一 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90375121)
山田 広幸 琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879)
伊藤 耕介 琉球大学, 理学部, 准教授 (10634123)
山口 宗彦 気象庁気象研究所, 台風研究部, 主任研究官 (80595405)
新垣 雄光 琉球大学, 理学部, 教授 (80343375)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 台風 / 航空機観測 / ドロップゾンデ / 雲粒子 / エアロゾル / ドローン / 雲解像モデル / 波しぶき |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.台風第24号の航空機観測：2018年度には本研究課題のT-PARCIIチームと、北海道大学高橋幸弘教授のSATREPSフィリピンプロジェクトと共同で、猛烈な台風第24号の航空機観測を実施した。両プロジェクトから航空機使用料を負担し、9月25～28日の4日間で4回の航空機観測を行った。さらにこの共同観測ではじめてフィリピン空域における観測を実施できた。この観測においても台湾中央気象局と共同観測を実施した。この観測でも眼への貫入観測を6回実施し、眼内部と周辺で60個のドロップゾンデ観測を実施した。さらに新しいドロップゾンデの精度を検証するために、台風への飛行の途上において、南大東島付近で南大東島から放球した気球観測との比較・検証を5回行い、ドロップゾンデが高精度のデータであることを示した。
2.ドロップゾンデ観測データのリアルタイム転送：台風第24号の観測において、ドロップゾンデのデータを取得後1分以内に、世界中の気象予報機関にリアルタイム送信し、この台風の実際の予測に貢献した。航空機からドロップゾンデデータを、リアルタイム送信するシステムを作り上げた。気象庁、イギリス気象局、ヨーロッパ中期予報センターの世界主要予報機関で今回の観測データを予報に使用され、台風第24号の予報に貢献した。
3．ドローン観測：名古屋大学内に突風風洞を建設し、これを用いてマルチコプターの突風応答を解明する研究を実施した。これにより突風の作用によりタンデムローターに強い非定常モーメントが生じる条件を明らかにした。
4．エアロゾル観測：琉球大学でエアロゾル粒径分布の測定を行うとともに、8月以降通年で小型センサを用いたPM2.5重量濃度を行った。9月29日および10月4日に台風24号および25号が、観測地点の西側40kmおよび100km程度を通過し、粗大粒子の重量濃度の変化が観測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
スーパー台風を観測することは難しく、当初は可能な限り強い台風について観測を行う計画であった。2018年の台風第24号はスーパー台風のステージとその後の変化を航空機により観測を実施することができた。これは連日の詳細な打ち合わせと周到に用意した上で観測実施の判断を行ったことが、昨年度に続いて、2回目のスーパー台風の観測の成功につながった。
当初の計画では台風の眼への貫入観測はなく、台風周辺のドロップゾンデ観測だけを計画していた。しかし、2018年の観測では4日間で6回の貫入飛行を行い、台風強度の直接観測に成功した。さらにこのような貫入観測を安全に行える技術を得たことは、台風の民間航空機による観測に大きな道を開いた。
2018年の観測はフィリピンと共同研究を行っているSATREPSフィリピンプロジェクトとの共同観測を行うことで、フィリピンの飛行情報区の低緯度での飛行観測が可能となった。
当初、観測のデータの気象予報機関へのリアルタイムのデータ送信は計画していなかった。これにはWMOとの調整や気象庁の緊密な連携が不可欠で、本研究課題実施中に実現できる可能性はほとんどなかったからである。一方で本研究の観測では貴重なデータを得ることができるので、1年半にわたって関係機関と手続きを調整し送信システムを開発し、2018年台風第24号の観測では全世界の気象予報機関へのドロップゾンデ観測データのリアルタイム送信を実現した。このシステムと手続きは今後のドロップゾンデ観測に適用することができ、本研究課題の究極の目的である台風災害の軽減に大きく寄与するものである。
ドロップゾンデのデータを用いることで進路だけでなく強度予測も改善されることが示された。第1回目の航空機観測でそのような結果が得られたことは大きな前進といえる。さらにこの論文は日本気象学会から論文賞を授与されたことから、この研究が高く評価された。
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| Strategy for Future Research Activity |
1．2019年の航空機観測：引き続き非常に強い台風の航空機を用いたドロップゾンデ観測を実施する。2019年度は3回目の観測となるので、これまでと同程度またはそれ以上の強度の台風を観測することを目指す。また、観測データは世界の気象予報機関へのリアルタイム送信も実施する。観測期間は９～１０月で、この期間に適切な台風が対象とする沖縄諸島に接近がなかった場合は、航空機観測の経費を繰り越して2020年の国際共同観測にあわせた観測を実施する。
2．2020年の国際共同観測：2019年に適切な台風の接近がなかった場合は、2020年度に計画されている国際共同観測において、米国と台湾が実施する航空機観測に参加し、連携共同観測を実施する。このとき台湾は台風周辺を観測し、米国は低高度で観測を行う。日本はこれまでの経験を生かして、高高度から眼内部への貫入観測を実施する。国際共同観測は研究計画調書にはなかったが、航空機観測を行えるようになってはじめてできる国際共同観測として、本研究課題の重要な発展と位置づけられる。
3.台風強度の解析と予測へのインパクト検証：航空機からのドロップゾンデを用いた直接観測により、2017年と2018年の2つの台風の眼内部でのデータが得られている。このデータから様々な補正を行うことで台風強度解析の精度を高める。また、観測された2つの台風についてのデータは、眼内部だけでなく、台風周辺についても多数得られており、これらのデータを高解像度の数値予報モデルに取り込むことで、航空機観測の台風予測へのインパクトを検証する。
4．ドローン観測・エアロゾル観測：沖縄の南西諸島において、ドローンを用いた波飛沫観測を発展させる。これまでの知見に基づいて、できるだけ風速の大きな環境下において観測を実施する。琉球大学に設置してあるエアロゾル観測装置によるエアロゾルの観測を継続する。
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| Remarks |
本研究課題は国際共同研究としても実施するため、”T-PARCII(Tropical cyclones-Pacific Asian Research Campaign for Improvement of Intensity estimations/forecasts) ”というコード名をつけてある。また、日本以外に、米国、台湾、香港、韓国の研究者の参加するアドバイザリーボードをもうけている。
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[Journal Article] Recent Advances in Research and Forecasting of Tropical Cyclone Rainfall2018
Author(s)
Kevin Cheung, Zifeng Yu, Russell L. Elsberry, Michael Bell, Haiyan Jiang,Tsz Cheung Lee, Kuo-Chen Lu, Yoshinori Oikawa, Liangbo Qi, Robert F. Rogers, Kazuhisa Tsuboki
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Journal Title
Tropical Cyclone Research and Review
Volume: 7
Pages: 106~127
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Overview of T-PARCII aircraft observations of typhoons in 2017 and 2018.2019
Author(s)
Tsuboki, K., T. Shinoda, N. Takahashi, H. Yamada, K. Ito, T. Ohigashi, M. Yamaguchi, T. Nakazawa, H. Kubota, Y. Takahashi, N. Nagahama, and K. Shimizu
Organizer
The 13th Conference on Mesoscale Convective Systems and High-Impact Weather in East Asia (ICMCS XIII)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Introduction of the Tropical Cyclone-Pacific Asian Research Campaign for Improvement of Intensity Estimations/Forecasts(T-PARCII) Project: Test Flight Observation Penetrating into the Eye of Typhoon LAN(2017)2018
Author(s)
Tsuboki, K., H. Yamada, T. Ohigashi, K. Ito, N. Nagahama, K. Shimizu, M. Yamaguchi, T. Shinoda, N. Takahashi, T. Nakazawa
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society 2018 Annual Meeting
Int'l Joint Research
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