| 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) |
筆保 弘徳 横浜国立大学, 教育学部, 准教授 (00435843)
山本 勝 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10314551)
富田 裕之 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (10435844)
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)
宮本 佳明 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 講師 (90612185)
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 2020)
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| Budget Amount *help |
¥112,450,000 (Direct Cost: ¥86,500,000、Indirect Cost: ¥25,950,000)
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)台風の温帯低気圧化後の再発達について過去40年間の事例を解析し、台風の非断熱加熱は北東側で対流圏上層の渦位を大きく減少させ、緯度が高いほどこのプロセスによる再発達が起きやすいことを明らかにした。(2)温暖化する将来に台風の発生環境場がどう変わるか、大規模アンサンブルデータと台風発生環境場診断手法を用いて、将来気候での台風発生環境場の変質を明らかにした。(3)台風によって海塩粒子が輸送され過程を解明するべく、気象モデルで得られた台風の風や雲などの物理量の結果を、化学物質輸送モデルに入力して計算を行った。(4)台風への黒潮の遠隔影響について黒潮の潜熱フラックス増加実験を実施し、台風の発達抑制がみられたが、黒潮上で発達した低気圧擾乱が多量の水蒸気を捕捉し、台風への水蒸気流入を阻害した事を見出した。(5)東シナ海で熱帯低気圧が停滞した後に対馬海峡を前線がゆっくり通過する事例について、対馬付近の高温水塊が晴天期と降水期の気象に与える影響を明らかにした。この高温水塊による降水の強化および弱化過程を解明した。
爆弾低気圧：(1)気象庁大気再解析データJRA-55Cを用いて、北太平洋爆弾低気圧活動の長期変化を解析し、近年の北西太平洋の海面水温上昇が北太平洋中央部での爆弾低気圧活発化の要因であることを明らかにした。(2)黒潮大蛇行に対する南岸低気圧の応答が生じている具体例を見出した。
現場観測・衛星リモセン：(1)2011年の台風Meariを対象とした数値モデル実験の結果から、東シナ海陸棚縁で台風通過後慣性振動周期の流速変動が局所的に強化される現象が起こっており、その発生要因を明らかにした。(2)衛星観測に基づく台風時の海面フラックス推定研究の対象に爆弾低気圧を含める研究を開始した。黒潮続流域の大気総観規模スケールの海面熱フラックス変動特性と海洋影響についても研究を実施した。
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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
日本近海の台風の温帯低気圧化後の再発達の統計解析や台風への黒潮の遠隔影響に関する研究が順調に進展している。また、d4PDFによる将来気候と現在気候の比較をして、台風発生環境場の５パターンうち偏東風波動パターンの割合が増加すること、それに伴って、偏東風波動で現れる台風の特徴も変わること等、将来気候での台風発生環境場や台風の特徴について新たな知見が得られ始めている。また、独創的な取り組みとして、台風によって海塩粒子が輸送され過程を解明するべく、海岸からの距離に応じて台風による海塩粒子の輸送量の算出を行っており、順調に進展している。
縁辺海海況が低気圧に与える影響を理想化実験で解析したが、それに関連した事例研究で、本課題から派生した豪雨に関する新たな成果も得られている。爆弾低気圧予測可能性の長期変化の研究に関して、JRA-55Cの期間である1958年から2012年までの解析は終了した。JRA-55を用いた2013年以降の解析を開始している。
海面フラックス推定については、重要な観測パラメータの一つである海上大気比湿について、開発中の推定手法が多くの台風事例ではうまくいくが、爆弾低気圧に対しては衛星で観測される環境場の輝度温度レンジが台風と大きく異なることが原因で推定に問題があることが明らかになった。より詳細な原因と対応方法を検討して改善を進めていく。
研究成果の一部はプレスリリースされ新聞等に掲載された。また、関連する学会において若手研究者・大学院生が優秀発表賞等を受賞した。
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| Strategy for Future Research Activity |
台風：①日本付近を含む中緯度域の台風に特有な大雨や強風のプロセスを把握するため、非静力学シミュレーションを利用して台風の構造の形成メカニズムを解析する。②大規模アンサンブルデータセットd4PDFと現在気候の台風を調べて、急速発達と台風のサイズについての関係性を調査する。③台風によって海塩粒子が輸送される過程の数値シミュレーションを行い結果を纏める。また2019年に過去最強強度で関東に上陸した台風15号が、黒潮域の通過の際にどのように強度・構造が変化したのかを明らかにする。④台風への黒潮の遠隔影響を他事例についても調査する。
爆弾低気圧：①理想化実験を用いて、北太平洋西岸域の海面熱フラックスによる縁辺海および黒潮続流域における低気圧活動(特に爆弾低 気圧や二つ玉低気圧)のモデル解像度依存を解析し、まとめる。また、深い気圧の谷で形成する複数の低気圧の理論的考察を行う。②JRA-55C、気象庁再予報データを用いて、爆弾低気圧予測可能性の長期変化を解析する。③降水同位体比の観点から爆弾低気圧の水蒸気起源解析を実施する。
現場観測・衛星リモセン：①東シナ海陸棚上において台風通過後に陸棚縁付近でトラップされる慣性振動周期の流速変動に伴う生物生産の応答を物理―低次生態系モデルにより解析する。また平成30年西日本豪雨を対象とし、豪雨により瀬戸内海と太平洋の海水交換が急激に起こったことを現場観測データと数値モデルにより示す。②台風時に対応した衛星海面フラックスの推定手法を爆弾低気圧に適用した場合に問題が 生じることが明らかになったため、今後はその詳細な原因を明らかにし、さらに推定手法の改善を試みる。また、昨年度までに実施した黒潮域における大気総観規模時間スケールの海面熱フラックス変動について解析結果をまとめる。
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