2012 Fiscal Year Annual Research Report
局地豪雨予測のための先端的データ同化と雲解像アンサンブル手法に関する研究
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21244074
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
斉藤 和雄 気象庁気象研究所, 予報研究部, 室長 (70391224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村山 泰啓 独立行政法人情報通信研究機構, 統合データシステム研究開発室, 室長 (00359001)
古本 淳一 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (10402934)
青梨 和正 気象庁気象研究所, 台風研究部, 室長 (50354444)
瀬古 弘 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (60354445)
小司 禎教 気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 室長 (70354446)
岩崎 俊樹 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80302074)
川畑 拓矢 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (80354447)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 極地豪雨 / データ同化 / 雲解像モデル / アンサンブル予報 / 4次元変分法 / アンサンブルカルマンフィルタ / 稠密観測 / 予測信頼性 |
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| Research Abstract |
平成23年度までの成果をもとに、初期値解析手法、観測データ同化手法、雲解像アンサンブル手法を豪雨の予測に応用するための開発を行った。
１ 先端的雲解像同化手法の研究 サンプリング誤差抑制法として、対象点の周囲の地点のアンサンブルを使う手法を開発した。また、アンサンブル予報誤差を平均場と偏差成分に分けることで、物理量毎の水平方向の予報誤差相関のスケールの違いを表すことができるように改良し、この手法をアンサンブルに基づく変分法的同化法に導入したプログラムを開発した。梅雨前線帯の豪雨事例に対して、マイクロ波放射計による位置ずれ補正とEnVA実験の有効性を確認した。
２ 局地豪雨の観測とデータ利用手法の研究 2011年夏期に観測されたシーロメータの後方散乱データから雲底高度の湿度を調べ、さらに、雲定高度の同化法を開発して、初期的な結果を示した。また海洋上での水蒸気解析とデータ同化を目的に、気象庁の海洋気象観測船にGNSS受信機を設置した実験観測を行った。国際GNSSサービスのCODE解析センターによる5秒衛星クロックと精密軌道暦を用いた予備解析を行った。
３ 雲解像アンサンブル手法の研究 2012年5月6日につくばで発生した竜巻について、LETKFを用いたネストシステムを用いて、再現実験を行った。さらに得られた解析値からダウンスケール実験を行い、竜巻の寿命と環境との関係を調べた。最新版LETKFを用いた実験システムを構築し，2012年7月の九州北部豪雨を対象としたデータ同化・アンサンブル予報実験を行ったところ、強度，位置ともに観測に近い豪雨が再現された。確率予報においても24時間のリードタイムで50%程度の確率で豪雨が捕捉され、LETKFの豪雨事例への有用可能性が示された。2012年台風第15号について雲解像アンサンブル予報実験を実施し、3重眼構造の再現と予測可能性について調査した。
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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
初期値解析手法、観測データ同化手法、雲解像アンサンブル手法のそれぞれにおいて、開発と研究が進展しており、当初計画の目標を達成している。当初目的とした雲解像のデータ同化やアンサンブル予報の手法の開発が進んでおり、H21-H24の4年間で、38編の査読付き論文が国際誌をはじめとする一流の学会誌に発表されている。この分野の最先端研究を行っている国外研究者を招へいし、先端的データ同化とアンサンブル予報に関する研究会を行い、部外からも参加者を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
初期値解析手法、観測データ同化手法、雲解像アンサンブル手法のそれぞれにおいて開発と研究を継続するとともに、最終年度として成果報告書を作成し成果をとりまとめる。
1)先端的雲解像同化手法の研究： 気象庁の現業メソ同化システムと統合させた雲解像非静力学４次元変分法を用いた実観測同化実験を行う。またアンサンブル手法とのハイブリッドシステムに向けた開発を行う。局所アンサンブル変換カルマンフィルタについて、ネスティング手法や局所化手法の改良、高解像度の局地豪雨同化実験を行う。サンプリング誤差抑制法をアンサンブルに基づく変分法的
同化法に導入したプログラムを、様々な降水事例でテストする。
2)局地豪雨の観測とデータ利用手法の研究： GPS視線遅延量、レーダー反射強度、マイクロ波放射計データ、ライダー動径風、衛星ラピッドスキャンデータ、RASS、高密度地表観測データ等の利用のための研究を継続する。アンサンブルデータ同化手法に基づく観測データのインパクト推定手法を非静力学モデルに適用した実験を行い、局地豪雨事例に対する各種観測データのインパクトを統計的に調査する。
3)雲解像アンサンブル手法の研究： 局所アンサンブル変換カルマンフィルタを用いた極端現象への確率予測の精度向上を図る。局所豪雨予測のための高解像度アンサンブル予報・アンサンブルデータ同化手法の有効性について検証を行う。
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