Numerical study on the formation of environment for tornado occurrences associated with extratropical transition of typhoon

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14799
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: 末木 健太 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (50802980)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Warm Bubble実験 / 環境場 / 積乱雲 / 竜巻 / 降水セル抽出

Outline of Annual Research Achievements

水平一様な環境場中で地上付近に置いたWarm Bubbleから積乱雲を発生させる理想数値実験の手法であるWarm Bubble実験を対象に、環境場の気温・水蒸気・水平風プロファイルに関するパラメータを変化させる大規模なパラメータスイープ実験を実施した結果について、論文投稿に向けた実験データの解析と先行研究の精査、執筆を進めた。先行研究の調査としては、Warm Bubble実験が過去に実施されるようになった経緯や、Warm Bubble実験が積乱雲発達の境場依存性の評価、竜巻や豪雨を生ずるリスク評価に対する有効性を整理した。また近年のWarm Bubble実験のパラメータスイープ実験に関する先行研究に対する本研究の優位性と新規性を明確化し、論文の1セクションにまとめた。また、10,000通り以上の実験結果について積分開始2時間の降水量の水平分布を描画し、様々な環境場に応じた積乱雲の発達の特徴（単発／持続、単一／組織化）に関するデータを作成した。一方、竜巻を発生させた台風の事例解析に向け、5分間隔のレーダーエコー強度データから、各時間ステップの降水セル（群）を抽出し、その移動ベクトル、強度変化傾向を推定する手法を開発した。本手法では、前後の画像データの一致度（相関）に基づき降水セルの移動を評価するが、相関の極大点の探索手法などの工夫により、前後の時間ステップの降水セルを適切に関連付けられるようにした。本手法の適用により、台風環境場で発生するミニスーパーセルなどの移動・強度変化の特徴が環境場の状況と照らし合わて解析可能となることが期待される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

論文執筆は進んでいるが目標の投稿には至らなかったためやや遅れていると考える。また、レーダーデータから竜巻を生ずる降水セルを抽出する準備はできたものの、竜巻を伴う台風の実事例への適用は次年度の実施となる。

Strategy for Future Research Activity

Warm Bubble実験に関しては、Bulk Richardson数（大気安定度と鉛直シアの比を表す指数）の計算を追加し、積乱雲の発達との関係に関する解析結果を現在執筆中の論文にまとめる。論文については次年度中に投稿する。また、竜巻が多数発生した台風事例に対して降水セルの抽出手法を適用し、環境風と降水セルの移動ベクトルとの関係、環境場に応じた強度変化傾向の違いについて調査結果をまとめる。

Causes of Carryover

論文投稿が遅れたため、またオンライン開催により旅費が生じない研究集会も多かったため次年度使用額が生じた。次年度には論文投稿料ならびに英文校正代金として使用する他、現地開催される研究集会も増加することが見込まれるため、研究成果発表のための旅費・参加費として支出する。