2021 Fiscal Year Annual Research Report
Systematic understanding of formation mechanisms and diversity of hybrid cyclones
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21H01164
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
柳瀬 亘 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 主任研究官 (80376540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 宇大 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 主任研究官 (60750651)
平田 英隆 立正大学, データサイエンス学部, 専任講師 (30808499)
栃本 英伍 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 特別研究員 (40749917)
吉田 聡 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90392969)
渡邉 俊一 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 研究官 (60785195)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 台風 / 温帯低気圧 / ハイブリッド低気圧 / ポーラーロウ / 梅雨低気圧 / 爆弾低気圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では2つのテーマにより、ハイブリッド低気圧の実態の解明に取り組む。
テーマ1では、最先端の観測手法や高解像度数値実験などを利用し、低気圧の複雑な内部構造とその形成メカニズムを解明する。今年度は、(1)近年入手可能になった合成開口レーダー（SAR）の海上風データを用いて温帯低気圧化事例を含む台風の風分布に関する調査を行った。その結果、衰弱台風ではベストトラック強度が過大傾向にあることがわかった。(2)気象庁長期再解析データ(JRA-55)を用いて2019年台風第19号および2021年台風第9号の温帯低気圧化に伴う強風構造の変化について調査した。渦位の分析から、低気圧の強風構造の形成における傾圧性および非断熱加熱の影響を推定した。(3)2019年台風第19号で北側に集中した大雨について、温帯低気圧化の進行に伴い異なるメカニズムが働いていたことを明らかにした。(4)2020年7月に集中豪雨を起こした梅雨前線上の低気圧に対する上層トラフの影響を明らかにした。
テーマ２では、統計的解析と理想化実験を利用し、低気圧の多様な内部構造を生み出す環境場について体系的に解明する。今年度は、(1)衛星観測を同化しないJRA-55(JRA-55C)を用いて北太平洋冬季の爆弾低気圧活動の長期変化の解析を行い、冬季季節風の弱化に伴う中国南部・東シナ海上の高温湿潤化によって、1987年以降の1月に北太平洋中央部で潜熱加熱による爆弾低気圧の急増が起こっていることを明らかにした。(2)梅雨前線上の低気圧の構造や環境場の統計的特徴をJRA-55により明らかにした。(3)JRA-55領域ダウンスケーリング（DSJRA-55）を用いて冬季の日本海上で発生するポーラーメソサイクロンの長期変動の解析を進めた。(4)ポーラーメソサイクロンの発生環境場である収束線の形成過程について理想化実験を行い、地形や海陸分布によって収束線が形成することを明らかにした。
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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
各低気圧の事例研究、統計的研究、理想化実験について、数多くの成果を上げることができた。査読付きの国際誌で3編の論文を出版し、また、学会や研究会などで12件の発表を行った。特に、本課題内で協力して行った研究について、連名で1件の論文投稿や7件の発表を行うことができた。
本課題で重点的に促進する連携についても、研究計画に沿って着実な進展が得られた。低気圧の包括的な解説書の出版を目指し、日本気象学会の気象研究ノート（気象研究に関する教科書的な総合報告書）の編集委員会に企画を提案した。それに際して、概要の作成、執筆者候補との調整、関係する専門家との意見交換を行った。数値実験や解析手法などを共有するための「低気圧の統合的解析システム」の構築を目指し、東京大学のスーパーコンピューターWisteriaを利用申請し、数値実験のテストランを行った。日々の現象についての情報共有を促進するため、コミュニケーションツールslackを利用し、冬季の爆弾低気圧やポーラーロウに関する議論を交わした。また、代表者と分担者が中心となって第3回高・低気圧ワークショップを1月にオンライン開催し、数十名の参加者と多岐にわたる現象について研究発表や議論を行った。
全体の統括については、6月にキックオフ会合を開催し、初年度および期間全体の研究遂行および連携について議論した。特に、台風の温帯低気圧化について、観測と数値実験の研究を融合させて理解を促進できることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
テーマ1では、前年度に引き続き温帯低気圧化や亜熱帯低気圧に焦点を当て、衛星データと客観解析データを用いて強風・大雨の分布の時間変化や環境場条件を統計的に解析する。さらに、非静力学モデルによる高解像度数値実験を利用して、強風・大雨に関わる低気圧の3次元構造とその形成メカニズムを明らかにする。
テーマ２では、爆弾低気圧および冬季のポーラーロウについて、地球温暖化対策に資するアンサンブル気候予測データベース(d4PDF)での非温暖化・2℃昇温・4℃昇温の実験を用いて、海面水温上昇に伴う低気圧の経路・構造・発達メカニズムの変化を解析する。また、温帯低気圧化や梅雨期の低気圧について、これまでの事例解析や統計的解析の知見をより普遍的なものにするため、平均的な大気場を与えるコンポジット実験、単純化した大気場を与える理想化実験を非静力学モデルを用いて行う。
本課題で重点的に促進する連携については、気象研究ノートの企画、低気圧の統合的解析システムの構築を引き続き遂行する。
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