| Project Area | Mid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate |
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| Project/Area Number |
19H05696
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
川村 隆一 九州大学, 理学研究院, 教授 (30303209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 勝 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10314551)
富田 裕之 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10435844)
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)
森本 昭彦 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80301323)
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)
金田 幸恵 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (80727628)
宮本 佳明 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (90612185)
筆保 弘徳 横浜国立大学, 教育学部, 教授 (00435843)
吉田 聡 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90392969)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥112,450,000 (Direct Cost: ¥86,500,000、Indirect Cost: ¥25,950,000)
Fiscal Year 2023: ¥20,540,000 (Direct Cost: ¥15,800,000、Indirect Cost: ¥4,740,000)
Fiscal Year 2022: ¥22,230,000 (Direct Cost: ¥17,100,000、Indirect Cost: ¥5,130,000)
Fiscal Year 2021: ¥23,790,000 (Direct Cost: ¥18,300,000、Indirect Cost: ¥5,490,000)
Fiscal Year 2020: ¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2019: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000)
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| Keywords | 台風 / 爆弾低気圧 / 黒潮・黒潮続流 / 予測可能性 / スケール間大気海洋相互作用 |
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| Outline of Research at the Start |
台風と爆弾低気圧による被害事例が日本全国広範囲で多発している。両ストームの発達・進路予測の改善、関連するストーム起源の極端現象の発生予測、そして変わりゆく気候環境下で両ストームの活動度がどのように変調するのかを解明する事は減災の観点からも喫緊の課題である。その問題解決に大きな不確実性をもたらしているのが黒潮・黒潮続流が熱・水蒸気供給を介して両ストームに与える影響である。暖水渦のような海洋中規模渦と低気圧の空間規模は1 桁程度異なっており、スケール間大気海洋相互作用の実態は依然として未解明である。そこで本課題では台風と爆弾低気圧の発達プロセスに果たす中緯度大気海洋相互作用の包括的研究を展開する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
台風：(1)日本付近を西進して逆走台風などと呼ばれた2018年の台風第12号と上層の寒冷渦との相互作用について数値実験を行った。大気海洋結合実験での台風による海面冷却の効果は、対流を通じて上層の寒冷渦にも影響することを明らかにした。(2)2019年台風第15号の発生環境場を調べ、さらに2019年台風第19号と比較しながら高解像度海洋モデルとクーリングパラメータを用いて、台風通過に伴う海面水温低下の定量化を行った。後者の解析の結果では、海面水温低下にとって海洋状態だけでなく台風の特徴が重要であることを明らかにした。(3)精緻な雲物理モデルを用いたシミュレーションを行なって、湿潤対流へのエアロゾル（海塩粒子）数濃度の影響を明らかにした。また、関東沿岸における降水量とエアロゾル数濃度の関係を観測データを用いて解析した。両者を論文発表した。(4)近年の黒潮の遠隔影響がより顕在化して日本に接近する秋台風の強度を強めている可能性を示した。
爆弾低気圧：(1)ホットスポットによって形成される環境場（低気圧の活動域の南北分岐形成や急発達の出現頻度）が爆弾低気圧や二つ玉低気圧に与える影響を明らかにした。JRA55の時刻あたりの低気圧出現個数に関する気候特性をまとめた。(2)日本海低気圧と南岸低気圧の急発達をもたらす水蒸気起源に系統的な差異が見られた。
現場観測・衛星リモセン：(1)改良された海上の比湿・風速の衛星推定手法により2012～2019年の台風時と爆弾低気圧時の海面熱フラックス推定を行った。台風の発達の度合いと海面潜熱フラックスの関係を既存のデータと比較を行いながら調査した。(2)平成30年7月豪雨による海上への直接の降水と河川を通した短時間での膨大な淡水の供給により、太平洋と瀬戸内海の間での重力循環が強化されたことを3次元数値モデルにより明らかにした。
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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
理由
爆弾低気圧に係る研究では、理想化実験等でhotspot域の爆弾低気圧の本質的理解が進んでいる。また、低気圧の構造変化のプロセスの理解の深化、爆弾低気圧活動の長期変動のメカニズムの一端が明らかにされている。特に低気圧活動の長期変動において、東シナ海の高温多湿化に起因する1987年以降の活発化と、北海道暴風雪頻発の主因となった1999年以降の経路変化の解明は、長期予測における気候モデルの検証という点でも意義が高い。台風に係る研究では、台湾北東海域における台風通過に伴う黒潮流軸移動の実態解明や台風やcold surgeが対馬暖流の流路に与える影響など、海洋応答の研究も精力的に進められている。
台風・爆弾低気圧の共通性に係る研究では、衛星リモセンによる台風時の海上大気比湿推定手法の高度化に成功した。爆弾低気圧時にも適用可能である事がわかっており、台風時・爆弾低気圧時の高品質な海面フラックスデータが今後増加していくことが大いに期待できる。また、台風から温帯低気圧への遷移、傾圧的な台風発生の詳細なプロセスが理解されつつあり、hotspot域の低気圧の共通性の理解と普遍性を明らかにする試みがなされている。
各研究の進捗状況を総合的に評価すると、台風の発達をもたらす黒潮の遠隔影響のメカニズムの解明をプレスリリースするなど当初の計画以上に進展している研究が多くある一方、成果の論文化が若干遅れ気味の研究も一部あることから、自己評価は「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
台風：①台風の温帯低気圧化について、台風の環境場を単純化して非静力学シミュレーションを行い、海面温度・前線帯・惑星渦度などの環境場パラメータに対する台風の構造や強度の依存性を調べる。②精緻な雲物理・エアロゾル輸送モデルを用いて、台風の強度・構造に対するエアロゾル数濃度の影響及び湿潤対流内の複数のエアロゾル除去過程の定量的評価を行う。③大気海洋結合領域モデルを用いて、既往顕著台風の擬似温暖化実験の結果から、変わりゆく気候系の中緯度台風の変容を海洋の果たす役割を明らかにする。④中緯度の海面水温偏差が、数週間から季節スケールの台風活動に及ぼす影響の背景場への依存性を、全球高解像度モデルのアンサンブル数値実験から調べる。⑤台風への黒潮の遠隔影響のメカニズムがメキシコ湾流でも適用可能か普遍的理解を進める。
爆弾低気圧：①縁辺海ホットスポットの理想化実験に基づき，二つ玉低気圧と爆弾低気圧の出現の最適条件を明らかにする。再解析データを用いて時刻あたりの低気圧の出現個数の気候学的特徴を整理し、二つ玉低気圧の顕著事例の特徴をまとめる。②引き続き領域同位体循環モデルを用いて日本海低気圧と南岸低気圧の水蒸気起源の系統的な違いを明らかにし、低気圧発達への寄与を調査する。
現場観測・衛星リモセン：①山陰沖日本海の陸棚縁の海底上に設置した2台の超音波多層流速計を回収し、台風通過時および冬季の吹き出し時に注目し、陸棚波の伝播や対馬 暖流の流路変動を調べる。東シナ海上を通過する台風による黒潮変動を調べるため、海洋モデルを構築し様々な経路の対応に対する計算を実施し応答特性を明らかにする。②台風・爆弾低気圧に対応した衛星海面フラックス推定手法について、改良や検証を継続する。2012年以降の台風や爆弾低気圧について、衛星推定と数値モデルとの比較を行う。
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