Revisit to the "Fujiwhara effect" on a tropical cyclone track

• Project/Area Number: 18H01283
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 伊藤 耕介 琉球大学, 理学部, 准教授 (10634123)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 広幸 琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879) ; 山口 宗彦 気象庁気象研究所, 応用気象研究部, 主任研究官 (80595405)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: 台風 / 藤原効果 / 非静力学モデル / 進路予報 / 渦力学 / 天気予報 / 渦

Outline of Annual Research Achievements

昨年度の理想化実験を用いた数値的研究において，2つの台風が自身の作り出す鉛直シアにより対流活動の偏りを生じ，互いに離れていくという作用（以下，3次元的な藤原効果と呼ぶ）が見いだされた．このことを受けて，再解析データERA5に基づいて現実の台風における3次元的な藤原効果の検証を進めた．その結果，北西太平洋に2つの台風がある場合，相手の台風を正面に見てその左側後方に対流活動が偏る傾向にあり，対流活動の偏りは，2つの台風の反時計回りの運動を阻害し，お互いを引き離す方向に働いていることがわかった．この鉛直シアの強さの半分程度は気候値でも説明できたが，2つの台風が自身に及ぼす鉛直シアが残りの半分程度を占めることが分かった．理想化実験の結果については，ハリケーンカンファレンスやAOGSなどの主要国際学会で発表を行い，国際誌に論文を投稿した．

台風と台風以外の渦の相互作用の例として，台風の北東に位置する停滞前線が台風の移動に及ぼす影響について，2020年台風第14号を題材としてPV inversionを用いて解析を行った．その結果，台風が北東側に存在する停滞前線に接近してきた10月8日以降，停滞前線に伴う対流圏下層の渦位は，台風を南東側に動かすような風を成すことが分かった．このとき，気象庁は現実よりも北西側に台風の進路を予報しており，かつ，停滞前線の表現が弱かったことから，少なくとも台風進路予報誤差の一部は，停滞前線の表現の弱さに起因していたものと考えられる．この研究成果について，日本気象学会秋季大会で発表を行った．

さらに，多様な要因によって海面水温解析にバイアスが生じうることを示し，これが，台風の進路や強度に及ぼす影響を明らかにした(Ito, 2022)ほか，台風の進路予報誤差が増大しやすい場合の類型化を行った(Tang et al. 2021)．

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の主要テーマである藤原効果の新たな側面について，理想化実験のみならず，現実データに即した解析も進んでいるため．

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた，対流活動の偏りを介した3次元的な藤原効果に関する理想化実験とデータ解析の結果は，従来の藤原効果の概念を大きく塗り替えるものであるため，速やかに国際誌での論文出版を目指す．また，前線が台風の進路に及ぼす影響についても，国際誌での論文の出版を目指す．

次年度は本課題の最終年度に当たるため，成果報告と今後の台風進路研究のあるべき方向について話し合うための公開のワークショップを開催する．これにより，これまでの研究成果を多くの研究者同士で共有するとともに，今後の課題についても明らかにすることが可能となる．

Research Products

• [Int'l Joint Research] 香港城市大(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] Kyungpook National University(韓国)
• [Int'l Joint Research] 香港城市大学(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] 国立台湾大学(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] インペリアル・カレッジ・ロンドン(英国)
• [Int'l Joint Research] Sun Yat-sen University(中国)
• [Int'l Joint Research] National Center for Atmospheric Research(米国)
• [Journal Article] Bias in Near-Real-Time Global Sea Surface Temperature Analysis of Japan Meteorological Agency Associated with Tropical Cyclone Passages in Western North Pacific (2022)
  • Author(s): ITO Kosuke
  • Journal Title: JMSJ Volume: 100 Issue: 2 Pages: 321-341
  • DOI: 10.2151/jmsj.2022-016
  • NAID: 130008127642
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Large tropical cyclone track forecast errors of global numerical weather prediction models in western North Pacific basin (2021)
  • Author(s): Tang Chi Kit、Chan Johnny C.L.、Yamaguchi Munehiko
  • Journal Title: Tropical Cyclone Research and Review Volume: 10 Pages: 151-169
  • DOI: 10.1016/j.tcrr.2021.07.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Warm Ocean Accelerating Tropical Cyclone Hagibis (2019) through Interaction with a Mid-Latitude Westerly Jet (2021)
  • Author(s): Ito Kosuke、Ichikawa Hana
  • Journal Title: SOLA Volume: 17A Issue: Special_Edition Pages: 1-6
  • DOI: 10.2151/sola.17a-001 10.2151/sola.17A-001
  • NAID: 130007965355
  • ISSN: 1349-6476
• [Journal Article] Probability Ellipse for Tropical Cyclone Track Forecasts with Multiple Ensembles (2020)
  • Author(s): KAWABATA Yasuhiro、YAMAGUCHI Munehiko
  • Journal Title: JMSJ Volume: 98 Issue: 4 Pages: 821-833
  • DOI: 10.2151/jmsj.2020-042
  • NAID: 130007890422
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of the outer size on tropical cyclone track forecasts (2020)
  • Author(s): Tang Chi Kit、Chan Johnny C. L.、Yamaguchi Munehiko
  • Journal Title: Meteorological Applications Volume: 27 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1002/met.1888
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Recent Progress in the Fundamental Understanding of Tropical Cyclone Motion (2020)
  • Author(s): Ito Kosuke、Wu Chun-Chieh、Chan Kelvin T. F.、Toumi Ralf、Davis Chris
  • Journal Title: JMSJ Volume: 98 Issue: 1 Pages: 5-17
  • DOI: 10.2151/jmsj.2020-001
  • NAID: 130007817609
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Determining 70 Percent Probability-Circle Radii of Tropical Cyclone Track Forecasts with Multiple Ensembles (2019)
  • Author(s): Fukuda Junya、Yamaguchi Munehiko
  • Journal Title: SOLA Volume: 15 Issue: 0 Pages: 250-256
  • DOI: 10.2151/sola.2019-045
  • NAID: 130007775621
  • ISSN: 1349-6476
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analyses of Extreme Precipitation Associated with the Kinugawa River Flood in September 2015 Using a Large Ensemble Downscaling Experiment (2019)
  • Author(s): FUJITA Mikiko、SATO Tomonori、YAMADA Tomohito J.、KAWAZOE Sho、NAKANO Masuo、ITO Kosuke
  • Journal Title: JMSJ Volume: 97 Issue: 2 Pages: 387-401
  • DOI: 10.2151/jmsj.2019-022
  • NAID: 130007623951
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Determining Probability-Circle Radii of Tropical Cyclone Track Forecasts with Multiple Ensembles (2019)
  • Author(s): Fukuda, Junichi; Yamaguchi Munehiko
  • Journal Title: RSMC Tokyo Typhoon Center Technical Review Volume: 21
  • Open Access
• [Journal Article] Characteristics of Tropical Cyclone Rapid Intensification over the Western North Pacific (2018)
  • Author(s): Fudeyasu Hironori、Ito Kosuke、Miyamoto Yoshiaki
  • Journal Title: Journal of Climate Volume: 31 Pages: 8917-8930
  • DOI: 10.1175/jcli-d-17-0653.1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis and Forecast Using Dropsonde Data from the Inner-Core Region of Tropical Cyclone Lan (2017) Obtained during the First Aircraft Missions of T-PARCII (2018)
  • Author(s): Ito Kosuke、Yamada Hiroyuki、Yamaguchi Munehiko、Nakazawa Tetsuo、Nagahama Norio、Shimizu Kensaku、Ohigashi Tadayasu、Shinoda Taro、Tsuboki Kazuhisa
  • Journal Title: SOLA Volume: 14 Issue: 0 Pages: 105-110
  • DOI: 10.2151/sola.2018-018
  • NAID: 130007420499
  • ISSN: 1349-6476
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Statistical Analysis of Tropical Cyclones in the Solomon Islands (2018)
  • Author(s): Maru Edward、Shibata Taiga、Ito Kosuke
  • Journal Title: Atmosphere Volume: 9 Pages: 227-227
  • DOI: 10.3390/atmos9060227
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Current and potential use of ensemble forecasts in operational TC forecasting (2018)
  • Author(s): Yamaguchi, M., H Titley, and L. Magnusson
  • Journal Title: Sub-topic report of WMO 9th International Workshop on Tropical Cyclones Volume: -
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Recent progress in fundamental and theoretical studies on TC motion (2018)
  • Author(s): Kosuke Ito, Chun-Chieh Wu
  • Journal Title: Sub-topic report of WMO 9th International Workshop on Tropical Cyclones Volume: -
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Warm Ocean Accelerating Tropical Cyclone Hagibis(2019) Through Interaction with a Mid-latitude Westerly Jet (2021)
  • Author(s): Ito, K., H. Ichikawa
  • Organizer: AOGS annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Three Dimensional Aspects of the Fujiwhara Effect (2021)
  • Author(s): Lee, J., K. Ito, J. Chan
  • Organizer: AOGS annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Three Dimensional Aspects of the Fujiwhara Effect (2021)
  • Author(s): Lee, J., K. Ito, J. Chan
  • Organizer: JpGU Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Three Dimensional Aspects of the Fujiwhara Effect (2021)
  • Author(s): Lee, J., K. Ito, J. Chan
  • Organizer: 34th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 3次元的な藤原効果 (2021)
  • Author(s): Lee, J., 伊藤耕介, J. Chan
  • Organizer: 日本気象学会春季大会
• [Presentation] 前線が台風の進路に及ぼす影響 (2021)
  • Author(s): 平野創一朗, 伊藤耕介
  • Organizer: 日本気象学会秋季大会
• [Presentation] 3次元的な藤原効果 (2021)
  • Author(s): Jae-Deok Lee, 伊藤耕介, J. Chan
  • Organizer: 熱帯気象研究会
• [Presentation] Binary Tropical Cyclones in a Three-Dimensional Idealized Framework (2020)
  • Author(s): Lee, J., K. Ito, J. Chan
  • Organizer: JpGU-AGU joint meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 海面水温偏差が中緯度偏西風ジェットとの相互作用を通じて台風Hagibis(2019)の移動速度に及ぼした影響 (2020)
  • Author(s): 伊藤耕介，市川花
  • Organizer: 台風研究会
• [Presentation] 海面水温偏差が中緯度偏西風ジェットとの相互作用を通じて台風Hagibis(2019)の移動速度に及ぼした影響 (2020)
  • Author(s): 伊藤耕介，市川花
  • Organizer: 日本気象学会秋季大会
• [Presentation] Binary Tropical Cyclones in a Three-Dimensional Idealized Framework (2020)
  • Author(s): J. Lee、K. Ito、J. Chan
  • Organizer: JpGU-AGU joint meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 航空機観測のデータを用いた2017年台風第 21号の構造解析 (2020)
  • Author(s): 高村尭宏、伊藤耕介
  • Organizer: 気象学会沖縄支部研究発表会
• [Presentation] 2019年台風第19号の海面水温偏差に対する感度実験 (2020)
  • Author(s): 市川花、伊藤耕介
  • Organizer: 気象学会沖縄支部研究発表会
• [Presentation] 台風予報改善のための研究の最前線～社会の多様なニーズに応える～ (2019)
  • Author(s): 山口宗彦
  • Organizer: 気象研究所成果発表会
• [Presentation] 台風進路予報における予報円の作成手法の改善 (2019)
  • Author(s): 山口宗彦
  • Organizer: 2019年度日本気象学会秋季大会
• [Presentation] 台風進路予報における予報楕円 (2019)
  • Author(s): 川端康弘、山口宗彦
  • Organizer: 2019年度日本気象学会秋季大会
• [Presentation] Recent Research and Development at JMA to Improve Typhoon Forecasts (2019)
  • Author(s): Munehiko Yamaguchi
  • Organizer: The International Workshop on Tropical Cyclone Ocean Interaction in the Northwest Pacific 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Analysis and forecast using dropsonde data from inner-core region of tropical cyclones obtained during the aircraft missions of T-PARCII (2019)
  • Author(s): K. Ito、H. Yamada、M. Yamaguchi、T. Nakazawa、N. Nagahama、K. Shimizu、T. Ohigashi、T. Shinoda、K. Tsuboki
  • Organizer: Observational campaigns for better weather forecasts
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 「藤原効果」に関わる特異ベクトル (2019)
  • Author(s): 伊藤耕介、山口宗彦
  • Organizer: 2019年度日本気象学会春季大会
• [Presentation] 台風の航空機観測を用いた同化・予測実験 (2019)
  • Author(s): 伊藤耕介
  • Organizer: 第23回データ同化夏の学校
• [Presentation] 気象庁非静力学モデル(NHM)を用いた台風Chanthuの進路予報の大外し事例の研究 (2019)
  • Author(s): 比嘉未雅、伊藤耕介
  • Organizer: 日本気象学会秋季大会
• [Presentation] Tropical Cyclone Binary Interaction on the Idealized Three-dimensional framework: Asymmetry of Diabatic Heating (2019)
  • Author(s): Jae-Deok Lee、伊藤耕介
  • Organizer: 台風研究会
• [Presentation] 藤原効果に関わる特異ベクトル (2019)
  • Author(s): 伊藤耕介、山口宗彦
  • Organizer: 第二回高解像度豪雨予測とアンサンブル同化摂動手法に関する研究会
• [Presentation] Analysis and Forecast Using Dropsonde Data from the Inner-Core Region of Tropical Cyclone Lan (2017) Obtained during the First Aircraft Missions of TPARCII (2019)
  • Author(s): Ito, K., H. Yamada, M. Yamaguchi, T. Nakazawa, N. Nagahama, K. Shimizu, T. Ohigashi, K. Tsuboki
  • Organizer: ICMCS-XIII
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Data Assimilation Studies using Big Observation Data in the Projects of Post K and BDA (2019)
  • Author(s): Seko, H., M. Kunii, S. Yokota, Y. Sawada, K. Okamoto, K. Ito and K. Shimoji
  • Organizer: ICMCS-XIII
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Overview of T-PARCII aircraft observations of typhoons in 2017 and 2018 (2019)
  • Author(s): Ito, K., M. Yamaguchi, T. Nakazawa, H. Yamada, N. Nagahama, K. Shimizu, T. Ohigashi, T. Shinoda, K. Tsuboki
  • Organizer: ICMCS-XIII
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis and Forecast Using Dropsonde Data from the Inner-Core Region of Tropical Cyclone Lan (2017) Obtained during Aircraft Missions of T-PARCII (2019)
  • Author(s): Ito, K., H. Yamada, M. Yamaguchi, T. Nakazawa, N. Nagahama, K. Shimizu, T. Ohigashi, T. Shinoda, and K. Tsuboki
  • Organizer: The 7th International Symposium on Data Assimilation 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 気象庁非静力学モデルを用いた台風進路予報の大外し事例の研究 (2019)
  • Author(s): 比嘉 未雅, 伊藤耕介
  • Organizer: 日本気象学会沖縄支部研究発表会
• [Presentation] Statistical Analysis of Tropical Cyclones in the Solomon Islands (2018)
  • Author(s): Maru, E., and K. Ito
  • Organizer: JpGU Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Improvements in the forecast of TC Lan (2017) by assimilating dropsondes from T-PARCII and DOTSTAR (2018)
  • Author(s): Ito, K., M. Yamaguchi, T. Nakazawa, H. Yamada, N. Nagahama, K. Shimizu, T. Ohigashi, T. Shinoda, K. Tsuboki
  • Organizer: JpGU Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 台風進路に関する近年の基礎研究 (2018)
  • Author(s): 伊藤耕介
  • Organizer: 第二回高解像度豪雨予測とアンサンブル同化摂動手法に関する研究会
• [Presentation] 台風Lan(2017)の航空機観測を用いた同化・予測実験 (2018)
  • Author(s): 伊藤耕介, 山田広幸, 山口宗彦, 中澤哲夫, 長浜則夫, 清水健作, 篠田太郎, 坪木和久
  • Organizer: 「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」研究集会
• [Presentation] 気象庁全球数値予測システムとT-PARCIIドロップゾンデを用いた2018年台風第24号を対象とした観測システム実験 (2018)
  • Author(s): 山口宗彦, 石橋俊之, 中澤哲夫, 伊藤耕介, 山田広幸, 大東忠保, 清水健作, 長浜則夫, 篠田太郎, 高橋暢宏, 坪木和久
  • Organizer: 「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」研究集会
• [Presentation] 2017年台風21号の航空機観測を用いた強度解析と予測実験 (2018)
  • Author(s): 伊藤耕介
  • Organizer: 第一回高解像度豪雨予測とアンサンブル同化摂動手法に関する研究会
• [Presentation] Observing System Experiment using T-PARCII dropsondes and JMA Global Forecasting System and Development of Sensitivity Analysis Guidance for Tropical Cyclone Intensity (2018)
  • Author(s): 山口宗彦, 石橋俊之, 中澤哲夫, 伊藤耕介, 山田広幸, 大東忠保, 篠田太郎, 高橋暢宏, 坪木和久
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合
• [Presentation] Current and potential use of ensemble forecasts in operational TC forecasting (2018)
  • Author(s): Yamaguchi, M., H Titley, and L. Magnusson
  • Organizer: WMO 9th International Workshop on Tropical Cyclones
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Recent progress in fundamental and theoretical studies on TC motion (2018)
  • Author(s): Kosuke Ito, Chun-Chieh Wu
  • Organizer: Sub-topic report of WMO 9th International Workshop on Tropical Cyclones
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] スマート社会を支える台風予報の高度化 (2018)
  • Author(s): 山口宗彦
  • Organizer: 環境研究シンポジウム
• [Book] 台風についてわかっていることいないこと (2018)
  • Author(s): 筆保 弘徳、山田 広幸、宮本 佳明、伊藤 耕介、山口 宗彦、金田 幸恵
  • Total Pages: 242
  • Publisher: ベレ出版
  • ISBN: 4860645553
• [Funded Workshop] ICMCS-XIII (2019)