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2020 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

Research Project

Project/Area Number 16H06311
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

坪木 和久  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90222140)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 耕介  琉球大学, 理学部, 准教授 (10634123)
山田 広幸  琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879)
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)
篠田 太郎  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (50335022)
高橋 暢宏  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60425767)
新垣 雄光  琉球大学, 理学部, 教授 (80343375)
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)
山口 宗彦  気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (80595405)
森 浩一  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90375121)
Project Period (FY) 2016-05-31 – 2021-03-31
Keywords台風 / 航空機観測 / ドロップゾンデ / 熱力学的構造 / 暖気核 / 高解像度シミュレーション / アウトフローレイヤー巻雲 / エアロゾル粒子
Outline of Annual Research Achievements

航空機ドロップゾンデ観測で得られたデータについてさらに解析を進め、より高精度の中心気圧を導出した。その結果、2017年台風21号の場合は、北上とともに中心気圧が上昇するという強度変化傾向が示された。また、2018年台風24号は、ベストトラックでは一定の中心気圧であるのに対して、緩やかに中心気圧が上昇しているという違いが示された。また、このデータを用いて、台風21号の力学的・熱力学的構造を解析し、このスーパー台風は二重暖気核構造をしていることをあきらかにし、その暖気核のエネルギーとして眼の境界層からの潜熱が重要であることを示めした。さらにこの台風の高解像度シミュレーションを行い、ドロップゾンデ観測を用いて結果を検証するとともに、二重暖気核構造の形成メカニズムをあきらかにした。このほかにも航空機観測から多くの新しい成果を得た。
台湾の航空機会社AIDC社の観測用航空機を用いて、2020年8月31日に台風9号の、同年10月8日に台風14号のドロップゾンデ観測を実施し、このデータはリアルタイムでGTSに転送し、全世界の気象予報機関で利用された。さらにこのデータを雲解像モデルのシミュレーションに利用した。
与那国島に設置した雲レーダを用いて、台風周辺の雲・降水の観測を実施し、台風の周辺部の上空に形成されるアウトフローレイヤーの巻雲の観測を行った。
2018年から2020年に沖縄近海を通過した合計11個の台風について、台風接近時の風速とエアロゾル粒子の重量濃度の関係を調べた。その結果、エアロゾル粒子の重量濃度が風速に対して、ほぼ同様の割合で増加し、風速が海塩粒子の発生量を決定づけていることを示した。
2021年3月1~3日に、米国、台湾、フランス、イギリス、韓国、日本の研究者が参加した国際研究集会を主催し、本研究の成果を集約するとともに、国際共同観測プロジェクトへの発展をもたらした。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (51 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (17 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 8 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 29 results,  Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 国立台湾大学/台湾気象局(その他の国・地域)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      国立台湾大学/台湾気象局
  • [Journal Article] Deep Eye Clouds in Tropical Cyclone Trami (2018) during T-PARCII Dropsonde Observations2022

    • Author(s)
      Hirano Soichiro、Ito Kosuke、Yamada Hiroyuki、Tsujino Satoki、Tsuboki Kazuhisa、Wu Chun-Chieh
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 79 Pages: 683~703

    • DOI

      10.1175/JAS-D-21-0192.1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Modeling Study of Rainbands Upstream from Western Japan during the Approach of Typhoon Tokage (2004)2021

    • Author(s)
      Wang Chung-Chieh、Lin Tzu-Chun、Tsuboki Kazuhisa、Tsai Yu-Ming、Lee Dong-In
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 12 Pages: 1242~1242

    • DOI

      10.3390/atmos12101242

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recurvature and movement processes of tropical cyclones over the Bay of Bengal2021

    • Author(s)
      Akter Nasreen、Tsuboki Kazuhisa
    • Journal Title

      Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society

      Volume: 147 Pages: 3681~3702

    • DOI

      10.1002/qj.4148

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Trajectory Analyses on the Warm Core Development and Pressure Falls of a Developing Typhoon as Simulated by a Cloud-Resolving Model2021

    • Author(s)
      HIOKI Tomohito、TSUBOKI Kazuhisa
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 1329~1350

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-064

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structure and Evolution of Precipitation Cores in an Isolated Convective Storm Observed by Phased Array Weather Radar2021

    • Author(s)
      MORODA Yukie、TSUBOKI Kazuhisa、SATOH Shinsuke、NAKAGAWA Katsuhiro、USHIO Tomoo、SHIMIZU Shingo
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 765~784

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-038

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Formation Mechanism of a Stationary Line-Shaped Precipitation System in the Kinki District, Japan ?Case Study on 1 September 2015 Event?2021

    • Author(s)
      MIN Kyeong-Seok、TSUBOKI Kazuhisa、YOSHIOKA Mayumi K.、MORODA Yukie、KANADA Sachie
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 357~377

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of the Assimilation of Relative Humidity Reproduced From T‐PARCII and Himawari‐8 Satellite Imagery Using Dynamical Initialization and Ocean‐Coupled Model: A Case Study of Typhoon Lan (2017)2021

    • Author(s)
      Lee Jae‐Deok、Park Doo‐Sun R.、Ito Kosuke、Wu Chun‐Chieh
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2020JD034516

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mammatus-like echo structures along the base of upper-tropospheric outflow-layer clouds of typhoons observed by cloud radar2021

    • Author(s)
      Ohigashi, T., K. Tsuboki, T. Shinoda, H. Minda, M. Kyushima, H. Yamada, and H. Iwai
    • Journal Title

      Geophysical Research Letter

      Volume: 48 Pages: ー

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Domain knowledge integration into deep learning for typhoon intensity classification2021

    • Author(s)
      Higa, M., S. Tanahara, Y. Adachi, N. Ishiki, S. Nakama, H. Yamada, K. Ito, A. Kitamoto, and R. Miyata
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 12972

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Double Warm-Core Structure of Typhoon Lan (2017) as Observed through the First Japanese Eyewall-Penetrating Aircraft Reconnaissance2021

    • Author(s)
      YAMADA Hiroyuki、ITO Kosuke、TSUBOKI Kazuhisa、SHINODA Taro、OHIGASHI Tadayasu、YAMAGUCHI Munehiko、NAKAZAWA Tetsuo、NAGAHAMA Norio、SHIMIZU Kensaku
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 1297~1327

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-063

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inner‐Core Wind Field in a Concentric Eyewall Replacement of Typhoon Trami (2018): A Quantitative Analysis Based on the Himawari‐8 Satellite2021

    • Author(s)
      Tsujino S.、Horinouchi T.、Tsukada T.、Kuo H.‐C.、Yamada H.、Tsuboki K.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126 Pages: ー

    • DOI

      10.1029/2020JD034434

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intensification and Maintenance of a Double Warm-Core Structure in Typhoon Lan (2017) Simulated by a Cloud-Resolving Model2021

    • Author(s)
      Tsujino Satoki、Tsuboki Kazuhisa、Yamada Hiroyuki、Ohigashi Tadayasu、Ito Kosuke、Nagahama Norio
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 78 Pages: 595~617

    • DOI

      10.1175/JAS-D-20-0049.1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-resolution Simulations of Heavy Rainfalls in Association with Monsoon Systems and Typhoons Using Cloud -Resolving Models2020

    • Author(s)
      Tsuboki, K., and Y. Luo
    • Journal Title

      World Scientific Series on Asia-Pacific Weather and Climate-The Multiscale Global Monsoon System

      Volume: 11 Pages: 113-131

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Modeling Study on the Impacts of Typhoon Morakot's (2009) Vortex Structure on Rainfall in Taiwan Using Piecewise Potential Vorticity Inversion2020

    • Author(s)
      WANG Chung-Chieh、LIN Kuan-Yu、DAVIS Christopher A.、HUANG Shin-Yi、LIU Stefano Chih-Shin、TSUBOKI Kazuhisa、JOU Ben Jong-Dao
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 98 Pages: 707~733

    • DOI

      10.2151/jmsj.2020-036

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characteristics of upper-tropospheric outflow-layer clouds of Typhoon Francisco (2013) observed by hydrometeor videosonde2020

    • Author(s)
      Ohigashi Tadayasu、Tsuboki Kazuhisa、Suzuki Yuto、Yamada Hiroyuki、Nakagawa Katsuhiro
    • Journal Title

      Atmospheric Research

      Volume: 235 Pages: 104736~104736

    • DOI

      10.1016/j.atmosres.2019.104736

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assessment of the Sphericity of Submicrometer Particles Using a Single-particle Polar Nephelometer at an Urban Site in Japan2020

    • Author(s)
      Nakagawa Maho、Nakayama Tomoki、Sasago Hiroshi、Kuruma Yuki、Yai Hikari、Ogawa Shuhei、Deng Yange、Mochida Michihiro、Matsumi Yutaka
    • Journal Title

      Aerosol and Air Quality Research

      Volume: 20 Pages: 2474~2484

    • DOI

      10.4209/aaqr.2020.01.0023

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intensity Change of Typhoon Nancy (1961) during Landfall in a Moist Environment over Japan: A Numerical Simulation with Spectral Nudging2020

    • Author(s)
      Tsujino Satoki、Tsuboki Kazuhisa
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 77 Pages: 1429~1454

    • DOI

      10.1175/JAS-D-19-0119.1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Research Plan of the T-PARCII Second Phase2022

    • Author(s)
      Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-resolution simulations of heavy-rain-producing mesoscale convective systems using cloud-resolving models2022

    • Author(s)
      Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      Seventh WMO International Workshop on Monsoons (IWM-7)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-resolution simulations of heavy rainfall events in association with an atmospheric rive2022

    • Author(s)
      Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Warm-core structure of three intense typhoons as observed through the T-PARCII aircraft reconnaissance2022

    • Author(s)
      Hiroyuki Yamada, Kosuke Ito, Kazuhisa Tsuboki, Taro Shinoda, Tadayasu Ohigashi, Munehiko Yamaguchi, Tetsuo Nakazawa, Norio Nagahama, Kensaku Shimizu
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis and forecast of tropical cyclones during the T-PARCII project2022

    • Author(s)
      Kosuke Ito, Hiroyuki Yamada, Munehiko Yamaguchi, Tetsuo Nakazawa, Norio Nagahama, Kensaku Shimizu, Tadayasu Ohigashi, Taro Shinoda, Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Eye Clouds in Tropical Cyclone Trami (2018) during T-PARCII Dropsonde Observations2022

    • Author(s)
      Soichiro Hirano, Kosuke Ito, Hiroyuki Yamada, Satoki Tsujino, Kazuhisa Tsuboki, Chun-Chieh Wu
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia, 2022/3/1, in virtual
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inner-core wind estimation in a concentric eyewall replacement of Typhoon Trami (2018) based on the Himawari-8 satellite2022

    • Author(s)
      Satoki Tsujino, Takeshi Horinouchi, Taiga Tsukada, Hung-Chi Kuo, Hiroyuki Yamada, and Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aircraft observations of typhoons in the T-PARCII2021

    • Author(s)
      [3]TSUBOKI, K., H. Yamada, T. Ohigashi, T. Shinoda, K. Ito, M. Yamaguchi, T. Nakazawa, N. Takahashi, N. Nagahama, and K. Shimizu
    • Organizer
      The 14th International Conference on Mesoscale Convective Systems and High-Impact Weather in East Asia (ICMCS-XIV)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Aircraft observation of typhoon environments using dropsondes of the Taiwan ASTRA2021

    • Author(s)
      Kazuhisa TSUBOKI, Hiroyuki Yamada, Tadayasu Ohigashi, Taro Shinoda, Kosuke Ito, Munehiko Yamaguchi, Tetsuo Nakazawa, Nobuhiro Takahashi, Norio Nagahama, and Kensaku Shimizu
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aircraft Observations of Intense Typhoons in 2017 and 2018 in the T-PARCII Project2021

    • Author(s)
      Kazuhisa TSUBOKI, Hiroyuki Yamada, Tadayasu Ohigashi, Taro Shinoda, Kosuke Ito, Munehiko Yamaguchi, Tetsuo Nakazawa, Nobuhiro Takahashi, Norio Nagahama, and Kensaku Shimizu
    • Organizer
      Asia Oceania Geoscience Society (AOGS) Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 激甚気象はなぜ起こるのか、地球温暖化とともにどう変わるのか2021

    • Author(s)
      坪木和久
    • Organizer
      2021年度日本災害看護学会第23回年次大会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 2017年台風第21号の暖気核構造の維持に関わる熱力学的特徴2021

    • Author(s)
      山田 広幸, 伊藤 耕介, 坪木 和久,篠田 太郎, 大東 忠保, 中澤 哲夫, 山口 宗彦, 長浜 則夫,清水 健作
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2017年台風第21号の暖気核構造の維持に関わる熱力学的特徴2021

    • Author(s)
      [15]山田 広幸, 伊藤 耕介, 坪木 和久,篠山田 太郎, 大東 忠保, 中澤 哲夫, 山口 宗彦, 長浜 則夫,清水 健作
    • Organizer
      京都大学防災研究所研究集会「台風研究会」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風観測の最前線 ~猛烈な台風に挑む~2021

    • Author(s)
      山田広幸
    • Organizer
      気象学会関西支部夏期大学講演会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風の航空機観測 ~なぜ目の中に飛び込むのか?~2021

    • Author(s)
      山田広幸
    • Organizer
      琉球大学研究プロジェクト「大気-海洋-生態結合モデルを核とした総合的台風研究プロジェクト」シンポジウム兼研究報告会「多面的な台風のすがた」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2018年台風第24号に伴うミニスーパーセルで観測された高気圧性渦2021

    • Author(s)
      関 和宏, 山田 広幸
    • Organizer
      日本気象学会沖縄支部研究発表会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2017年台風第21号のアウターレインバンドと非地衡風の関係2021

    • Author(s)
      大城 展, 山田 広幸
    • Organizer
      日本気象学会沖縄支部研究発表会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2018年台風第8号(マリア)の地形性降水強化の過程2021

    • Author(s)
      細川 椿, 山田 広幸, Ben Jong-Dao Jou
    • Organizer
      日本気象学会沖縄支部研究発表会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風の航空機観測 ~米国の流儀、日本の挑戦~2021

    • Author(s)
      山田 広幸
    • Organizer
      気象庁那覇航空測候所談話会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風と海塩粒子:台風発達と化学成分は関係あるの?2021

    • Author(s)
      新垣雄光
    • Organizer
      ンポジウム「多面的な台風のすがた」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風時における大気エアロゾルの有機物や界面活性剤に関する研究2021

    • Author(s)
      平安瞳,蔵元里佐子,立津さやの,宮城風香,本村愛乃,新垣雄光
    • Organizer
      第62回大気環境学会年会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dropsonde Observations of Intense Typhoons in 2017 and 2018 in the T-PARCII2020

    • Author(s)
      Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      EGU General Assembly 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] High-resolution simulations of heavy rainfall events in association with monsoon systems and typhoons2020

    • Author(s)
      Kazuhisa Tsuboki
    • Organizer
      International Workshop Convection-Permitting Modeling for Climate Research, Current and Future Challenges,
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 台風の航空機観測 ~米国の流儀、日本の挑戦~2020

    • Author(s)
      [24]山田 広幸
    • Organizer
      琉球大学島嶼防災研究センター第14回防災・環境シンポジウム ―安全・安心への取り組み―
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風の航空機観測 ~米国の流儀、日本の挑戦~2020

    • Author(s)
      山田 広幸
    • Organizer
      日本気象学会九州支部第20回気象教室「台風観測と洪水予報の未来」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風Maria (2018)のレインバンドに関する地形性降雨強化の解析2020

    • Author(s)
      細川 椿, 山田 広幸, and Ben Jong-Dao Jou
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風Maria (2018)のレインバンドに関する地形性降雨強化の解析2020

    • Author(s)
      細川 椿, 山田 広幸, and Ben Jong-Dao Jou
    • Organizer
      京都大学防災研究所・台風研究会「台風災害の実態解明と台風防災・減災に資する方策」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風の急発達に伴う対流バーストの検出方法の検討2020

    • Author(s)
      久保 美晴, 山田 広幸
    • Organizer
      日本気象学会沖縄支部研究発表会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2016年台風第18号の上層雲に伴う微気圧変動2020

    • Author(s)
      新垣 喜恵, 山田 広幸
    • Organizer
      日本気象学会沖縄支部研究発表会
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 激甚気象はなぜ起こる2020

    • Author(s)
      坪木和久
    • Total Pages
      399
    • Publisher
      新潮社
    • ISBN
      978-4106038563
  • [Remarks] 豪雨と暴風をもたらす台風の力学的・熱力学的・雲物理学的構造の量的解析

    • URL

      http://www.rain.hyarc.nagoya-u.ac.jp/~tsuboki/kibanS/index_kibanS_jpn.html

  • [Remarks] T-PARCII

    • URL

      http://www.rain.hyarc.nagoya-u.ac.jp/~tsuboki/kibanS/index_kibanS_eng.html

  • [Funded Workshop] International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia2022

URL: 

Published: 2022-12-28  

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