2022 Fiscal Year Research-status Report
Hybrid data assimilation methods with a particle filter for forecasts of extreme weather events
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21K13995
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
近藤 圭一 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 併任(第三研究室) (00735558)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 粒子フィルタ / アンサンブルカルマンフィルタ / ハイブリッド / 非ガウス分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
台風や集中豪雨等の顕著現象には非線形性が強い共通点があり、その強非線形性に起因する非ガウス分布を適切に扱うことが顕著現象のさらなる予測精度向上のため重要となる。本研究では大気モデルが持つ強非線形性に起因する非ガウス分布を適切に扱える非ガウスデータ同化手法の確立を目指している。本年度は、前年度から引き続きアンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)に粒子フィルタ(PF)を組み合わせたハイブリッド手法を改良してきている。事前分布から事後分布へ粒子をアップデートする変換行列について、観測の影響範囲を限定する局所化を導入する場合には、隣り合う格子点同士の連続性を担保することがPFの性能に直結することがこれまでの調査によって判明してきている。そこで、隣り合う格子点間の連続性を確保した上で、計算負荷の小さい仕組みを考案・検証中である。PFの改良はハイブリッド手法の改良にもつながるため重要である。
気象庁全球システム相当の実験システムを用いた調査として調査として、非ガウス分布の調査を行った。今回は事前調査として、マイクロ波サウンダ輝度温度データのうち、地表面の射出率の不確かさを減らすことで、第一推定値と観測の差分が統計的にガウス分布に近づくことを確認した。また、観測の予報改善の寄与を観測種別ごと算出し、ハイブリッド同化の効果的な導入について検討材料とした。
研究協力者の粒子フィルタを用いた論文に共著として参加し、受理されている。本論文で本研究代表者はPFの変換行列作成手法を担当している。そのほかに別の研究協力者の粒子フィルタを用いた論文に共著として参加しており、受理されている。本論文では火山灰推定に粒子フィルタを用いており、技術協力を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
粒子フィルタの安定動作のためには、事後分布への変換行列作成が重要であることが判明してきており、解決に時間を要している。ハイブリッドにする場合には影響は小さいものの、粒子フィルタの安定動作には重要な課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
粒子フィルタの変換行列作成について引き続き改良を進めることと並行して、気象庁現業システム相当の実験システムを用いたハイブリッド同化手法の検討を進めるにあたり、非ガウス分布やその強度等の調査も行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症流行により、年度当初に学術会議への出張が不透明だったためプレゼン用PCの購入を見合わせたこと、投稿論文の執筆が遅れており未投稿であることにより、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
次年度は現地開催による国際会議を検討しており、ノートPC購入、データ保存用HDD、投稿論文も予定している。
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