2021 Fiscal Year Annual Research Report
最先端の地上大気観測とデータ同化で、線状降水帯の予測精度はどこまで向上するのか？
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19H01983
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
吉田 智 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00571564)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 哲 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00377988)
柴田 泰邦 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (10305419)
永井 智広 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (30343891)
瀬古 弘 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 部長 (60354445)
山本 真之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (90346073)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 線状降水帯 / ライダ / 大雨予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々研究者グループでは適応信号処理等の最先端工学技術を駆使した地上大気観測器を開発してきた。即ち、水蒸気量鉛直プロファイルを得る「水蒸気ライダ」 、気温の鉛直プロファイルを得る「気温ライダ」、風の鉛直プロファイルを得る「ウィンドプロファイラ」である。ライダ、ウィンドプロファイラは共にリモートセンシング機器で、レーザ光又は電磁波を大気中に照射し、その後方散乱から物理量（水蒸気量、気温、3次元風向風速）を得る。これらの最先端観測器の観測データをデータ同化することにより、線状降水帯に伴う降水量の予測精度向上を目指す。
研究3年目の令和3年度では、これらの上記の最先端大気観測器を用いて、東京都で.水蒸気量・気温・風の鉛直プロファイルの連続同期観測、加えて長崎県・鹿児島県で水蒸気・風の観測を実施した。この観測により7月10日に鹿児島県北西部で発生した線状降水帯や8月12日に九州北部で発生した線状降水帯に対して、それぞれ風上側の下層水蒸気量を得ることができた。鹿児島の事例では線状降水帯発生の5時間前に大気下層で明確な水蒸気量上昇を捉えており、実況監視の可能性を示した。令和2年の事例に関してデータ同化を進め、降水予報へのデータ同化の影響を示すことができた。
一方で、次世代型の水蒸気ライダである水蒸気DIALの研究を進めることができた。受信系の光学フィルタに関するハードウェア改善が課題として残っているものの、令和3年度で新たな光学部品を採用することにより、水蒸気プロファイルの観測に成功している。
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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
長崎・鹿児島での水蒸気ライダによる水蒸気の鉛直分布観測およびドップラーライダによる風の観測を6月下旬から開始し、線状降水帯の上流側の水蒸気及び風の観測に成功した。令和2年度に続き、線状降水帯の発生前から発生後までの詳細な水蒸気鉛直プロファイルの連続観測に2事例成功し、希少な事例を増やすことができた。さらに水蒸気鉛直プロファイルのデータ同化実験を実施し、線状降水帯に伴う豪雨の予測精度向上に効果的であることを確認し、学術論文の採録にもつながった。研究３年目でこの成果を得られたのは予想していた以上の進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウィルスの感染拡大状況を踏まえながら、長崎・鹿児島および関東の観測を実施する。さらに線状降水帯の事例が発生した場合において、昨年度同様にデータ同化実験を実施し観測がどの程度豪雨予測精度向上に貢献するのか、明らかにしていく。今年度、さらに線状降水帯の事例数を増やすことができれば、申請時の予定にはないが統計的な解析も進めていく。観測を進める一方で、観測データを増やし、解析可能な事例を増やすために、空港ドップラーライダーデータや民間の観測データの利活用について検討を進める。
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