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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Impact of stratospheric dynamics on the genesis and development of tropical cyclones

Research Project

Project/Area Number 21H01156
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

江口 菜穂  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50378907)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 耕介  京都大学, 防災研究所, 准教授 (10634123)
吉田 康平  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (10636038)
那須野 智江  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), グループリーダー (20358766)
山田 洋平  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 特任研究員 (40637352)
野口 峻佑  九州大学, 理学研究院, 助教 (90836313)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords成層圏対流圏間力学的相互作用 / 熱帯対流圏界面遷移層 / 熱帯気象 / 台風
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、最新の衛星観測、客観解析データと数値モデルを用いて、成層圏力学場の変化が熱帯低気圧の発生・発達過程に与える影響を定量的に明らかにする。特にこれまで考慮されてこなかった熱帯低気圧の上部の力学過程の果たす役割を定量的に評価する。
前年度までに、衛星観測および客観解析データの収集及び解析を実施し、数値実験で対象とする事例を2019年9月に発生した南半球の成層圏突然昇温現象(Sudden Stratospheric Warming; SSW)とした。客観解析データによるQBO東西風位相時の熱帯季節内変動現象へのSSWが追加されたことに依るインパクトの結果を学術論文としてまとめた(Kodera et al., 2023)。複数の数値モデル(非静力学モデルNICAMと気象研大循環モデル)を用いて、相互比較するための事前準備、アンサンブル実験を実施した。非静力学モデルにおいて、成層圏の力学場の再現性をより現実的なものとするため、モデル上端のダンピング層を上下させ、それによる影響評価を行ったが、大きな差がないことが確認されていた。しかし一部実験に誤りがあったため再度複数の事例を実験を行って検証を行い、適切なパラメータを適切な数値に設定し直した。その後、96メンバーの大量アンサンブル実験を実施し、初期解析結果を得た。結果を国際学会等で発表を行った。気象研大循環モデルに関しても実験設定を開始した。その事前解析で、ENSOやQBOの背景場の違いによるSSWの発生頻度解析を季節予報データC3Sを用いて実施し、結果を国内の学会等で発表した。
他方、2次元軸対象モデルによる熱帯低気圧の環境場変化の実験を実施した。前年度実施していた計算に不安定解が存在していたため、再度計算を行い、再検証した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

理論的な考察に関して、期待以上に上層の環境場が熱帯低気圧の発生・発達に影響を与える結果が得られている。
数値実験に関しても統計的に有意な結果が得られる見込みが出てきた。観測データ解析に関しても、背景場の違い(ENSOやQBOの位相の違い等)による解析でも結果が陽に示されている。相互に結果を参照しつつ目的の達成のために研究を推進していける環境場が整っている。

Strategy for Future Research Activity

今年度はそれぞれの数値モデルによる実験結果の取りまとめを実施する。
1) 2次元軸対称モデルを用いた上部対流圏の低温化および力学場を変化させることによる疑似的な低温環境の形成による熱帯低気圧の発達への影響評価実験データの解析
2) 成層圏全層を含めた全球非静力学モデルによるアンサンブル実験。数値モデルの初期値依存性を利用し、成層圏内の力学過程の再現の有無による熱帯低気圧の応答を診る実験データの解析
3) 成層圏全層を含めた全球大循環モデルによる再現実験。上述と同じく、成層圏突然昇温現象の予測可能性とそれに応答する熱帯低気圧の発生、発達過程を精査する。
4) 上述の数値実験の結果をそれぞれまとめて、統一的な見解を得るための全体会合を実施する。また得られた成果を学術誌および学会等で発表する。

  • Research Products

    (31 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] NASA AMES(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NASA AMES
  • [Int'l Joint Research] Souel National University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Souel National University
  • [Journal Article] Revisiting Koba's Relationship to Improve Minimum Sea-level Pressure Estimates of Western North Pacific Tropical Cyclones2024

    • Author(s)
      Aizawa Masataka、Ito Kosuke、Shimada Udai
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.2151/jmsj.2024-018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of the Stratospheric QBO on Seasonal Migration of the Convective Center Across the Maritime Continent2023

    • Author(s)
      Kodera Kunihiko、Nasuno Tomoe、Son Seok-Woo、Eguchi Nawo、Harada Yayoi
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 101 Pages: 445~459

    • DOI

      10.2151/jmsj.2023-026

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Three-Dimensional Fujiwhara Effect for Binary Tropical Cyclones in the Western North Pacific2023

    • Author(s)
      Ito Kosuke、Hirano Soichiro、Lee Jae-Deok、Chan Johnny C. L.
    • Journal Title

      Monthly Weather Review

      Volume: 151 Pages: 1779~1795

    • DOI

      10.1175/MWR-D-22-0239.1

  • [Presentation] Evaluating the relationship between tropical cyclone genesis frequency and environmental conditions by using a large ensemble simulation with 14-km mesh NICAM2024

    • Author(s)
      Yamada, Y., M. Nakano, T. Miyakawa, C. Kodama, D. Takasuka, T. Nasuno, A. Yamazaki, H. Yashiro, M. Sugi, and M. Satoh
    • Organizer
      The New York meeting on tropical cyclones and global storm-resolving analysis
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impacts of midlatitude western North Pacific sea surface temperature anomaly on the subseasonalto seasonal tropical cyclone activity: case study of the 2018 boreal summer2024

    • Author(s)
      Nasuno T., M. Nakano, Y. Yamada, K. Kikuchi, H. Murakami
    • Organizer
      104th American Meteorological Society Annual Meeting, (12th Symposium on the Madden-Julian Oscillation and Sub-Seasonal Monsoon Variability)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between tropical cyclone intensity and SST2024

    • Author(s)
      Nasuno T, Y. Yamada Y, M. Nakano, H. Murakami
    • Organizer
      The New York Meeting on Tropical Cyclones and Global Storm-Resolving Analysis
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible Impact of the 2019 Southern Hemisphere Stratospheric Sudden Warming on Tropical Cyclone Activities over the Western North Pacific2023

    • Author(s)
      Hyeong-Oh Cho,Seok-Woo Son, Nawo Eguchi, Kunihiko Kodera, Yohei Yamada, and Tomoe Nasuno
    • Organizer
      DynVar/SNAP workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of cirrus cloud mask method by using near infrared band observed fromgeostationary satellite2023

    • Author(s)
      Nawo Eguchi and Takuma Yamaguchi
    • Organizer
      American Geophysical Union (AGU) fall Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of deep local Hadley circulation in producing record breaking Tibetan High in August 2022 through changes in meridional circulation in the UTLS2023

    • Author(s)
      Kunihiko Kodera, Rei Ueyama, and Nawo Eguchi
    • Organizer
      American Geophysical Union (AGU) fall Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 韓国、日本における2022年8月の記録的豪雨の発生に対するチベット高原の役割2023

    • Author(s)
      Kunihiko Kodera, Rei Ueyama, Hitoshi Mukougawa, Nawo Eguchi, Yayoi Harada
    • Organizer
      JpGU 2023 meeting
    • Invited
  • [Presentation] 成層圏-対流圏の相互作用~力学的結合(coupling)および物質交換(exchange)の観点から~2023

    • Author(s)
      江口菜穂、小寺邦彦、吉田康平、野口峻佑、余田成男
    • Organizer
      日本気象学会 2023年度秋季大会
  • [Presentation] MJO対流の海洋大陸横断に対する成層圏突然昇温の効果:熱帯下部成層圏Kelvin波応答の変調を通して2023

    • Author(s)
      小寺邦彦、那須野智江、江口菜穂、原田やよい
    • Organizer
      日本気象学会 2023年度秋季大会
  • [Presentation] 成層圏赤道QBOの 海洋大陸対流活動の季節進行に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      小寺邦彦、那須野智江、原田やよい、江口菜穂
    • Organizer
      第14回熱帯気象研究会
  • [Presentation] 成層圏突然昇温に伴う熱帯域対流圏循環場変化の季節予報データを用いた検証2023

    • Author(s)
      中村遥暉, 野口峻佑
    • Organizer
      日本気象学会 2023年度秋季大会
  • [Presentation] 成層圏突然昇温に伴う熱帯域対流圏循環場変化の季節予報データを用いた検証2023

    • Author(s)
      中村遥暉, 野口峻佑
    • Organizer
      中村遥暉, 野口峻佑
  • [Presentation] Significant TC-ocean interaction causing deep eye clouds2023

    • Author(s)
      Ito, K.
    • Organizer
      International Workshop on Tropical Cyclone-Ocean Interaction in the Northwest Pacific(TCOI 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Three-dimensional Fujiwhara Effect2023

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Organizer
      小倉特別講義連携セッション・日本気象学会
    • Invited
  • [Presentation] Three-dimensional Fujiwhara Effect in the western North Pacific2023

    • Author(s)
      Ito, K., S. Hirano, J. Lee, and J. C. L. Chan
    • Organizer
      AOGS2023 annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional Fujiwhara Effect for Binary Tropical Cyclones2023

    • Author(s)
      Ito, K.
    • Organizer
      JpGU 2023 meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluating the relationship between tropical cyclone genesis frequency and environmental conditions by using a NICAM large ensemble simulation2023

    • Author(s)
      Yamada, Y., Miyakawa, T., Nakano, M., Kodama, C., Wada, A., Nasuno, T., Chen, Y., Yamazaki, A., Yashiro, H., Satoh, M
    • Organizer
      AOGS2023 annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A large ensemble simulation for seasonal scale tropical cyclone activity by a nonhydrostatic model2023

    • Author(s)
      Yamada, Y., M. Nakano, T. Miyakawa, C. Kodama, D. Takasuka, T. Nasuno, A. Yamazaki, H. Yashiro, M. Sugi, and M. Satoh
    • Organizer
      6th International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between large-scale atmospheric conditions and western North Pacific tropical cyclones in 20192023

    • Author(s)
      Nasuno T., M. Hishinuma, Y. Yamada, Masuo. Nakano, C. Kodama, and H. Fudeyasu
    • Organizer
      JpGU 2023 meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between tropical cyclone intensity and SST: sensitivity experiments using a global nonhydrostatic model2023

    • Author(s)
      Nasuno T, Y. Yamada Y, M. Nakano, H. Murakami
    • Organizer
      1st International Workshop of Typhoon Science and Technology Research Center (TRC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2019年夏季の大規模場と台風の関係2023

    • Author(s)
      那須野智江, 菱沼美咲, 山田洋平, 中野満寿男, 小玉知央, 筆保弘徳
    • Organizer
      日本気象学会2023年度春季大会
  • [Presentation] 台風の生涯最大強度と海面水温偏差の関係2023

    • Author(s)
      那須野智江, 山田洋平, 中野満寿男, 村上裕之
    • Organizer
      日本気象学会2023年秋季大会
  • [Presentation] Large ensembles unveil quantitative impact of El Nio-Southern Oscillation and Quasi-Biennial Oscillation on Northern Hemisphere stratosphere-troposphere coupling2023

    • Author(s)
      Yoshida, K., Y. Imada, R. Mizuta, and Y. Ushijima
    • Organizer
      The Role of Atmospheric Dynamics for Climate and Extremes A Joint SPARC DynVar SNAP Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大規模気候シミュレーションによる成層圏対流圏結合過程のENSOとQBOとの関係2023

    • Author(s)
      吉田康平, 今田由紀子, 水田亮, 牛島悠介
    • Organizer
      異常気象研究集会「異常気象と長期変動」
  • [Presentation] 大規模アンサンブルデータによる北半球冬季成層圏対流圏結合2023

    • Author(s)
      吉田康平
    • Organizer
      JpGU 2023 meeting
  • [Presentation] 大規模アンサンブル実験から見える北半球冬季成層圏対流圏結合2023

    • Author(s)
      吉田康平
    • Organizer
      日本気象学会2023年度春季大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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