2020 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study on hierarchical structure of tornado-spawning cyclones and predictability of tornadoes
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18H01277
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
新野 宏 東京大学, 大気海洋研究所, 名誉教授 (90272525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
益子 渉 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 室長 (30354476)
栃本 英伍 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, 特別研究員 (40749917)
末木 健太 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (50802980)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 竜巻 / 温帯低気圧 / 熱帯低気圧 / 台風 / 突風 / ヘリシティ / 対流有効位置エネルギー / メソスケール渦 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高解像度数値シミュレーションを用いて準線状の降水システム(QLCS)及び台風内の小型スーパーセルに伴い発生した竜巻の再現に成功し、そのメカニズムと環境場を調べた。
QLCSに伴う竜巻では、1992年12月に茨城県千代田町で発生した竜巻事例を対象に、再現されたQLCSとこれに伴う竜巻の発生・発達プロセスを調べた。竜巻が発生する前には竜巻よりも一回り大きな直径2-3kmの渦（mesovortex）がQLCS内に生じて上昇流を強化し、竜巻の発生に寄与していた。また、竜巻の回転の約半分は地表面摩擦による地表面近くの鉛直シア、残りの半分は環境場の鉛直シアに起源を持つことがわかった。
台風に伴う竜巻としては、2019年9月に九州の南西を北東に進んでいた台風第17号(Tapah)に伴い宮崎県延岡市で発生した竜巻を再現し、再現された竜巻の構造や発生・発達プロセス、環境場の解析を行った。竜巻は台風のレインバンド内の小型スーパーセルに伴って発生し、その周辺の環境場は、小型スーパーセルの発生に適した大きな「ストームに相対的なヘリシティ」と「エントレインメントを考慮したCAPE(E-CAPE)」を持っていた。再現された竜巻は3度の世代交代をしたが、新しい竜巻は古い竜巻の北西側で生じる「非閉塞型」のメソサイクロンの世代交代に伴うものと思われ、このような竜巻の世代交代が数値実験で再現されたのは本研究が初めてである。最も強い竜巻の中心気圧は945hPaとこの解像度としては非常に低かった。最盛期前後に、竜巻の構造が中心軸上で上昇流が卓越する単一セル型から、中心軸上は下降流でその周りを上昇流が取り巻く2セル型に変化するまでの時間変化は1分以内と非常に短かった。竜巻の循環の起源を後方トラジェクトリー解析で調べたところ、循環のほとんどは小型スーパーセルの後方の下降流域から流入していることがわかった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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