2019 Fiscal Year Annual Research Report
寒冷渦が竜巻・突風現象発現の予測可能性に与える定量的評価
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17H02067
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
本田 明治 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20371742)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山根 省三 同志社大学, 理工学部, 准教授 (10373466)
川瀬 宏明 気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (20537287)
山崎 哲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(アプリケーションラボ), 研究員 (20633887)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 寒冷渦 / 自然災害 / 気象学 / 竜巻 / 偏西風 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題１の「1-3寒冷渦構造の特性」、「1-4寒冷渦の微細構造」では、概ね定式化された寒冷渦新指標に基づいて、寒冷渦構造変化の追跡を気象庁メソ客観解析データ及びMSM予報値を用いて実施し、寒冷渦～竜巻間の階層構造の特徴を探った。「1-5 再現実験・感度実験」では、特に詳細な解析が必要な事例に対して、メソ気象モデルや線形傾圧モデルを用いた感度実験を予定していたが、寒冷渦指標の方向性の変更に伴い、寒冷渦の詳細な形成過程を調べる優先順位が下がったため実験の実施は保留している。
課題２では、「2-3寒冷渦追跡監視システムの構築」に着手し、当初提唱された渦位ベースではなく、扱いの容易でかつ高精度の高度ベースの寒冷渦指標を用いて、準リアルタイム3次元マップ（渦位、寒冷渦新指標）」、「過去の渦位・寒冷渦表示（低解像度版：1961年～再解析データ、高解像度版2007年～GSM解析値）」、「渦位・寒冷渦予測マップ（全球10日分、日本域36時間分）」のウェブサイトの試験的運用を開始した。
課題３の「3-1 寒冷渦変動特性検証」では、課題１で提唱された寒冷渦新指標を用いて、寒冷渦発現傾向の再評価を実施した。水平解像度5kmの温暖化予測モデルの結果を利用し、21世紀末の竜巻・突風現象発現の地域性、季節性、頻度の特性を評価し、温暖化時における竜巻・突風現象発現リスク評価法の検討を進めている。また、再現実験及び感度実験を実施して寒冷渦新指標を適用し、現況境界条件実験との比較検証による、温暖化時における寒冷渦の形成過程の差異を評価準備を進めている。
また寒冷渦新指標の提唱および新指標を用いた解析結果について国際英文誌に投稿中である。
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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
課題１では、当初想定していた渦位を用いた寒冷渦の新指標を、気圧面高度場を用いた簡便ながら高精度の寒冷渦指標に変更したことで、寒冷渦構造変化の詳細変化の解析を実施する必要性が低くなり、概ね定式化された寒冷渦新指標に基づいて、寒冷渦構造変化に伴う寒冷渦～竜巻間の階層構造の特徴を探ることが可能になった。同様に、寒冷渦指標の方向性の変更に伴って、特に詳細な解析が必要な事例に対するメソ気象モデルや線形傾圧モデルを用いた感度実験の実施の必要性も低くなったため、新しい寒冷渦指標の理論的側面の強化に時間を割くことができ、投稿論文の完成度を高めることができた。
課題２では、「2-3寒冷渦追跡監視システムの構築」の着手に関して、扱いが容易でかつ高精度の気圧面高度ベースの寒冷渦指標を作成できため、従来システムへの実装も比較的容易となり、渦位・寒冷渦予測マップ（全球10日分、日本域36時間分）」のウェブサイトの試験的運用を大きな問題もなく開始することが可能となった。
課題３の「3-1 寒冷渦変動特性検証」においても、扱いが容易でかつ高精度の気圧面高度ベースの寒冷渦指標を適用することで過去の寒冷渦発現傾向及び温暖化時（特に21世紀末）の竜巻・突風現象発現の地域性、季節性、頻度の計算を順調に進めることができ、寒冷渦発現傾向の特性の再評価、温暖化時における竜巻・突風現象発現リスク評価法の検討を早い段階で進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１の「1-3寒冷渦構造の特性」、「1-4寒冷渦の微細構造」では、完成された寒冷渦指標に基づいて、竜巻発現時より10日前まで遡って寒冷渦構造変化の追跡、気象庁メソ客観解析データ及びMSM予報値などを用いた寒冷渦～竜巻間の階層構造の特性を評価し、寒冷渦指標の竜巻・突風現象などの極端現象発現指標としての適用可能性を評価していく。「1-5 再現実験・感度実験」では、寒冷渦指標の簡易化に伴い再現実験や感度実験の実施の必要性は当初より低くなっているが、特に詳細な解析が必要な事例に対して、寒冷渦の形成過程を調べるためのメソ気象モデルを用いた実験実施が可能な体制は維持しておく。
課題２では、「2-2寒冷渦の新しい指標」に基づく「2-3寒冷渦追跡監視システムの構築」の高度化を図る。新潟大学で運用中の「顕著大気現象追跡監視システム」のウェブサイトを基盤として、寒冷渦の位置、強度、影響半径を中心とした「寒冷渦マップ」の実況及び予測表示の本格運用を開始するとともに、過去データ及び将来予測データにも適用した結果の公開も目指していく。
課題３の「3-1 寒冷渦変動特性検証」では、課題２で提唱された寒冷渦新指標を用いた寒冷渦発現傾向の過去データによる再評価及び、温暖化予測モデルの結果を活用した21世紀末の竜巻・突風現象発現の地域性、季節性、頻度特性の評価を通じて、寒冷渦の過去・現在・未来を包括的にまとめ。特に温暖化時における竜巻・突風現象発現リスク評価を目指す。
また寒冷渦新指標の提唱に関する国際英文誌への発表が確実となったので、更に新指標を用いた解析結果について複数の論文を投稿準備を進めている。当面国際研究大会への参加発表の見通しが立たないため、オンライン開催の関連会合等への参加を通じて、研究成果をアピールしていく。
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[Journal Article] Changes in extremely heavy and light snow-cover winters due to global warming over high mountainous areas in central Japan2020
Author(s)
Kawase, H., T. Yamazaki, S. Sugimoto, T. Sasai, R. Ito, T. Hamada M. Kuribayashi, M. Fujita, A. Murata, M. Nosaka, and H. Sasaki
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Journal Title
PROGRESS IN EARTH AND PLANETARY SCIENCE
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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