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データ同化手法を用いた強風条件下における運動量・熱フラックスの推定

Research Project

Project/Area Number 09J00874
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

伊藤 耕介  京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords台風 / 4次元データ同化 / 海面フラックス / 数値天気予報 / 最適化 / アジョイント方程式 / 強風状況下 / 物理モデル / 台風海洋相互作用 / データ同化 / アジョイント法 / 海面過程 / 混合層モデル / 非静力学モデル
Research Abstract

台風の強度に関する研究は,防災上の観点からはもちろんのこと,温暖化に代表される気候変動によってインパクトがどのように変化するのかを評価するという意味でも重要性を増している.中でも,台風状況下の海面付近の観測は限られるため,本研究では,観測可能な物理量の情報と数値モデルを用いて,海面から大気に渡される運動量フラックス・熱フラックスの影響を調べる研究を進めてきた.本年度は「運動量・熱フラックスを修正した場合の台風強度変化に関する詳細な物理プロセスの解明」及び「3次元モデルへの本スキームの適用」についての数値実験を行った.
前者については,台風の最大接線風速をターゲットとして,アジョイント方程式を用いた後方時間積分によって感度解析を行い,最大風速変化に寄与する物理場を過去にたどることとした.この感度解析の結果,海面付近の擾乱成分が1時間以内というごく短時間スケールで台風の最大風速を強めるというプロセスが存在することが新たに明らかとなった.本研究の成果については,国際学会で発表を行ったほか,論文にまとめて国際誌Journal of the Atmospheric Sciencesに投稿し,すでに受理された.
後者については,非静力学メソ4次元変分法データ同化システム(JNoVA)に本スキームを導入して,運動量フラックス及び熱フラックスの推定に関するスキームが動作するかについて調べた.結果として,運動量交換係数は元の値に比べ,台風の進行方向右側前方で大きく,左側後方で小さくなるように修正されれば,観測値との整合性が高められることが分かった.本研究で行った海面フラックスの最適化により,台風予報性能向上することが貢献することが期待される.本研究の結果は,国際会議において既に口頭発表済みであり,現在,国際誌への投稿を準備している段階にある.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] 余効すべり人工データを用いたアジョイント法による摩擦パラメータ・初期値の推定2010

    • Author(s)
      加納将行
    • Journal Title

      地震第2輯

      Volume: 63 Pages: 57-69

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short-timescale process in a mature hurricane as a response to sea surface fluctuations2010

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 68

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Specifying air-sea exchange coefficients in the high-wind regime of a mature tropical cyclone by an adjoint data assimilation.2010

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Journal Title

      Scientific Online Letters on the Atmosphere 6

      Pages: 13-10

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Modification of Air-Sea Exchange Coefficients in the High-Wind Regime of a Mature Tropical Cyclone Using an Adjoint Method2011

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Organizer
      International Conference on Mesoscale Convective Systems(MCSs)and High-Impact Weather in East Asia(ICMCS-VIII)
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-03-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Short-timescale process in a mature tropical cyclone as a response to anomalous heat fluxes2011

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Organizer
      International Conference on Mesoscale Convective Systems(MCSs)and High-Impact Weather in East Asia(ICMCS-VIII)
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-03-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimating Air-Sea Exchange Coefficients through an Adjoint Data Assimilation Method with the Intermediate Tropical Cyclone Model2010

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Organizer
      6th International Symposium on Gas Transfer at Water Surfaces(GTWS-6)
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2010-05-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Adjoint Equations of Rotunno and Emanuel(1987) : Parameter Estimation and Sensitivity Analysis2010

    • Author(s)
      伊藤耕介
    • Organizer
      29th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
    • Place of Presentation
      ツーソン、アメリカ
    • Year and Date
      2010-05-12
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimation of air-sea fluxes in a tropical cyclone by using variational method with an intermediate atmosphere-ocean counled modal2010

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      The third international workshop on prevention and mitigation of meteorological disasters in Southeast
    • Place of Presentation
      別府
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Identifying air-sea exchange coefficients using an adjoint data assimilation method2010

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      2010 Ocean Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      Portland, USA
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimates of the Air-Sea Exchange Coefficients for High-Wind Regime in a Tropical Cyclone Using an Adioint2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      Fourth Japan-China-Korea Joint Conference on Meteorology
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-11-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] アジョイント法を用いた台風状況下での海面交換係数の推定によるインパクト2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      第13回データ同化夏の学校
    • Place of Presentation
      むつ
    • Year and Date
      2009-08-24
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 台風状況下の海面フラックス:感度実験及びアジョイント法による推定2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2009-05-30
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Improved Estimates of Air-Sea Fluxes for High-Wind Regime In a Tronical Cyclone Using an Adioint Method2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      International Workshop on Tropical Cyclone-Ocean Interaction in the Northwest Pacific
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2009-04-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Estimates of Air-Sea Fluxes In a Tropical Cyclone Using an Adjoint Method2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      Fifth WMO International Symposium on Data Assimilation
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] アジョイント法を用いた海面交換係数の推定とそれに伴う壁雲構造の再現性向上について2009

    • Author(s)
      伊藤耕介, 石川洋一, 淡路敏之
    • Organizer
      平成21年度京都大学防災研究所共同研究集会「台風研究会」
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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