2017 Fiscal Year Annual Research Report
Final condition of typhoon genesis processes using deep learning and construction of monitoring system
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17H02956
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
筆保 弘徳 横浜国立大学, 教育学部, 准教授 (00435843)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 龍二 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 特別研究員 (30625512)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 台風 / 発生環境場 / 機械学習 / 台風識別器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は3つの課題を設定しているが、初年度は、予定通り課題1と課題２を取り組んだ。研究計画課題1とした機械学習を用いたクラウドクラスター検出手法の開発として、台風識別器「クラウドクラスター検出法」を開発した。さらに、台風発生環境場の自動算出システムの開発も行った。台風識別器には、当初の計画から変更し、OpenCV(Open Source Computer Vision Library)のカスケード型AdaBoost識別器を用いた。本研究で開発した台風識別器では、約52 %で台風を検出できる事がわかり、今後はさらなる精度向上が求められることになる。台風発生環境場の自動算出には、研究分担者の吉田龍二博士が担当し、購入した大型計算機への導入は全て完了した。この機械学習を用いた研究は、国内の学会などで発表し、学術論文の投稿準備中となっている。
課題2でもある、台風発生環境場パターン別の台風の特徴や発生条件を統計的に解明する研究は、計画以上に進んだ。約30年間北西太平洋で発生した台風の発生環境場を、過去の研究で示された5パターンに分類し、その発生環境場パターン別の台風の特徴を統計的に解析したところ、各パターンの台風の特徴に、有意な差があることが分かった。この台風発生環境場別の特徴を示した研究も、国内外の学会などで発表し、学術論文として米国気象学会に投稿し2017年11月に受理された。これらの発生環境場と台風の情報は、気候的観点での台風発生研究にも活かすことができるうえ、日本上陸台風の傾向などは防災上でも重要となることを示した。研究協力者でもある気象庁の方々とともに発信をする計画となった。
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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
全体として、課題1にやや変更があるものの、課題2は予想以上に結果がでていている。研究達成度は高いと考えられる。今後は課題1の課題対策を行いながら、課題2の結果の整理をさらに進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度からの課題2の続きとして、開発した発生環境場診断手法と気象庁 55年長期再解析(JRA-55)を用いて、課題1で検出した全てのクラウドクラスターの発生環境場パターンを診断する。台風の発生ケースと非発生ケールに分けて相違点を蓄積し、環境場パターンごとに台風発生に必要な持続時間、組織化プロセスを阻害する要因など台風発生最終条件を統計的に明らかにする。この統計解析の結果は、学術論文として各学会で発表するだけでなく、連携研究者の北本朝展の協力を得て、過去の台風事例全ての発生環境場パターンをホームページ「デジタル台風」上で公開する。
本研究課題3は最終プロダクトとなる「台風発生環境場モニタリングシステム」の構築である。①課題1で開発したクラウドクラスター検出手法により、日々の衛星雲画像から全てのクラウドクラスターを検出する。②課題2で用いた発生環境場診断手法により、①で検出した位置情報と気象庁数値予報モデルの結果からクラウドクラスターのスコアを算出し、発生環境場パターンを診断する。③日々発生する全てのクラウドクラスターとその発生環境場パターンを検出・診断・公開する。このモニタリング結果は、課題2の統計解析結果と照らし合わせることで、台風発生の予報をするうえで貴重な参考資料にもなり得る。
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Research Products
(4 results)
