2020 Fiscal Year Research-status Report
Numerical study on the formation of environment for tornado occurrences associated with extratropical transition of typhoon
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19K14799
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
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) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 台風 / 積乱雲 / 竜巻 / 温帯低気圧化 / 数値実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、温帯低気圧に伴って、紀伊半島から東北地方の広範囲で多数の竜巻を発生させた2013年の台風18号の数値シミュレーションに関して、大気モデル（SCALE-RM）の物理スキームの感度実験を実施し、再現性の向上を試みた。台風に伴うスーパーセルや竜巻の発生を再現するためには、台風の進路・強度を正確に再現する必要がある。今後の解析に際し、出来る限り再現性の高いシミュレーション結果を得るため、雲微物理過程や積雲パラメタリゼーションに含まれるパラメータ値の感度実験を行い、最適な実験設定を検討した。台風の進路・強度の再現性の評価には、気象庁のベストトラックデータを使用し、SCALE-RMのシミュレーション結果と比較した。感度実験では、１モーメントバルク雲微物理スキームにおける氷粒子の密度や粒径分布の切片パラメータ、Kain-Fritsch積雲パラメタリゼーションにおけるトリガー関数や降水の種類およびCAPEの残留率を変化させたところ、特に積雲パラメタリゼーションのCAPEの残留率に対する感度が大きく、水平格子間隔20kmの実験においては、CAPEの残留率を0.8とした場合に台風の進路・強度の再現性が最も優れていた。感度実験の結果に基づき、CAPEの残留率を0.8とした解像度20kmの外側ドメインに、解像度4kmの内側ドメイン（積雲パラメタリゼーション使用しない雲解像シミュレーション）を加えたネスティングシミュレーションを実施し、解析の第一段階に必要な出力を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
シミュレーション結果の解析が遅れており、発生した積乱雲内部のメソ渦の抽出や、竜巻の発生に関わるパラメータSREH・E-CAPEなどの時空間分布の解析を進める必要がある。さらに、スーパーセルの再現のためには、現在の水平格子間隔4kmの実験に加えてより高解像度のシミュレーションをネスティングにより行う必要があるが、まだ実施できていない。また、台風環境下におけるスーパーセル・竜巻の発生には、台風の強度や上空のジェット気流との相互作用が重要であると考えられる。台風18号について、これらを変化させる感度実験を実施予定であったが、この実験の実施は次年度にずれ込む見通しである。加えて、新型コロナウイルス感染拡大のため国内・国際学会が相次いで中止・延期・オンライン化となった影響により、同分野の研究者らとの議論の機会が減少した。
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| Strategy for Future Research Activity |
台風18号のシミュレーションについて、さらに高解像度（サブキロメートル）の実験を実施し、台風環境下で発生するスーパーセルの再現を試みる。さらに、再現されたスーパーセルのいくつかをピックアップし、さらに高解像度(O(100m))のネスティング実験を実施し、竜巻の再現も試みる。モデルで再現されたスーパーセルの発生環境場として、SREH・E-CAPEなどの指標を調べ、これらの指標の時空間分布とスーパーセル・竜巻の発生との関連を調査する。また、台風強度や上空のジェット、海面温度を変化させる感度実験を実施し、台風接近時におけるスーパーセル・竜巻の発生リスクに関わるメソアルファスケール～総観スケールの因子を調べる。解析内容については、オンライン学会・研究集会などの機会を利用し積極的に発表・議論を行うほか、今年度中に論文化の目処をつける。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、新型コロナウイルスの感染拡大に伴い複数の国内・国際学会の現地開催が中止となり、旅費の必要がなくなったこと、また論文の執筆が遅れていることなどによる。
次年度も引き続き、国内・国際学会はオンラインが主流となり、旅費の使用額については不透明であるが、ワクチン接種や往来の再開の状況も見つつ、臨機応変に対応したい。論文については次年度中に内容の目処をつけ、英文校正料、投稿料に当てたい。今年度は解析がやや遅れていたが、次年度はさらに高解像度の実験やその解析を行うため、必要な設備（ハードディスクなど）や計算リソースを購入する予定である。
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