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次世代データ同化とアンサンブルシミュレーションによる積乱雲の発生・発達機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17804
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

横田 祥  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 併任(第四研究室) (10723794)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード積乱雲 / データ同化 / アンサンブル予報 / 二重偏波レーダー / 赤外線カメラ / 気象学
研究成果の概要

積乱雲に伴う降水について、二重偏波レーダー等の高密度観測のデータ同化による再現を行い、再現された降水のアンサンブル予報に基づく解析により、降水の発生に適した大気場の特徴が抽出できることを示した。また、降水が予測されていない箇所にレーダーデータを適切に同化する手法や、非線形予報モデルの繰り返し計算を用いて非線形に時間変化する物理量をより適切に同化する手法を考案し、これらによって降水の予測が改善する可能性を示した。赤外線カメラによる降水域周辺の下層大気場の観測の利用可能性も調査した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で行ったアンサンブル予報に基づく降水の解析手法は、発生頻度が小さく複数の要因が考えられる複雑な気象現象を統計的に解析できる新しい手法として有用であり、学術的意義が大きい。また、本研究のアンサンブル予報に基づく解析で得られた降水の発生に適した大気場の特徴、本研究で提案した降水予測改善のための新しいデータ同化手法や赤外線カメラによる観測の利用などは、豪雨予測に向けた数値モデルやデータ同化手法の高度化に大きく寄与する。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 18件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] データ同化とアンサンブル予報による竜巻発生過程の解析2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 新野宏, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 38-1 ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 竜巻のアンサンブル予報2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 新野宏, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋
    • 雑誌名

      気象研究ノート「竜巻を識る」

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高解像度アンサンブル予報を用いた竜巻の発生要因の解析2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 新野宏, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 佐藤英一
    • 雑誌名

      月刊海洋号外「新野宏教授退職記念号」

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improving Short-Term Rainfall Forecasts by Assimilating Weather Radar Reflectivity Using Additive Ensemble Perturbations2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 123 号: 17 ページ: 9047-9062

    • DOI

      10.1029/2018jd028723

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Important Factors for Tornadogenesis as Revealed by High-resolution Ensemble Forecasts of the Tsukuba Supercell Tornado of 6 May 2012 in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      YOKOTA Sho、NIINO Hiroshi、SEKO Hiromu、KUNII Masaru、YAMAUCHI Hiroshi
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 146 号: 4 ページ: 1109-1132

    • DOI

      10.1175/mwr-d-17-0254.1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4DEnVar(4次元アンサンブル変分法)2017

    • 著者名/発表者名
      横田 祥
    • 雑誌名

      天気

      巻: 64.7 ページ: 523-526

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 4DEnVar with iterative nonlinear forecast model2020

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., K. Koizumi, M. Kunii, and K. Ito
    • 学会等名
      The American Meteorological Society 100th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形予報モデルを繰り返し計算する4DEnVarは非線形現象のデータ同化に有効か?2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 小泉耕, 国井勝, 伊藤耕介
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アンサンブルに基づく相互共分散行列の特異値分解による平成30年7月豪雨の解析2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear data assimilation with 4DEnVar using iterative weather forecast model2019

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., K. Koizumi, M. Kunii, and K. Ito
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 平成30年7月豪雨のアンサンブル特異値分解解析2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘
    • 学会等名
      第6回メソ気象セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] データ同化とアンサンブル予報を用いたスーパーセル竜巻の発生要因と予測に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ensemble-based Singular Value Decomposition Analysis to Clarify Relationship between the Atmospheric State and the Hydrometeors2019

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, N. Nagumo, H. Yamauchi, R. Kudo, T. Sakai, Y. Shoji, T. Kawabata, Y. Ikuta, and H. Niino
    • 学会等名
      7th International Symposium on Data Assimilation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4DEnVar with Iterative Calculation of Nonlinear Nonhydrostatic Model Compared to En4DVar2019

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., K. Koizumi, M. Kunii, and K. Ito
    • 学会等名
      7th International Symposium on Data Assimilation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 観測ビッグデータの同化による竜巻予測の高度化2019

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 新野宏, 國井勝, 山内洋, 佐藤英一
    • 学会等名
      ポスト「京」重点課題4第3回成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] State-dependent additive covariance inflation for radar reflectivity assimilation2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 学会等名
      8th EnKF Data Assimilation Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 局地的降水の発生に適した大気場のアンサンブル実験に基づく解析2018

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 南雲信宏, 山内洋, 工藤玲, 酒井哲, 小司禎教, 川畑拓矢, 幾田泰酵, 新野宏
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Ensemble-based analysis for heavy rains and tornadoes in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      横田祥
    • 学会等名
      第5回メソ気象セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ensemble-based Singular Value Decomposition Analysis for a Local Rainfall Event Predicted by Water Vapor Assimilation2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, N. Nagumo, H. Yamauchi, R. Kudo, T. Sakai, Y. Shoji, T. Kawabata, Y. Ikuta, and H. Niino
    • 学会等名
      29th Conference on Severe Local Storms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Important Factors for Tornadogenesis as Revealed by High-Resolution Ensemble Forecasts of the Tsukuba F3 Tornado on 6 May 20122018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Niino, H. Seko, M. Kunii, and H. Yamauchi
    • 学会等名
      29th Conference on Severe Local Storms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 現業メソ同化システムを用いた4DVar, En4DVar, 4DEnVarの比較2018

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 小泉耕, 國井勝, 伊藤耕介
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 4DEnVar with Iterative Calculation of Nonlinear Nonhydrostatic Model Compared to En4DVar2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., K. Koizumi, M. Kunii, and K. Ito
    • 学会等名
      5th International Workshop on Nonhydrostatic Models
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble-based Singular Value Decomposition Analysis to Clarify Relationship between the Atmospheric State and the Hydrometeors2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, N. Nagumo, H. Yamauchi, R. Kudo, T. Sakai, Y. Shoji, T. Kawabata, Y. Ikuta, and H. Niino
    • 学会等名
      5th International Workshop on Nonhydrostatic Models
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] State-dependent additive covariance inflation for radar reflectivity assimilation2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Data Assimilation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] State-dependent additive covariance inflation for radar reflectivity assimilation2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 学会等名
      The 8th EnKF Data Assimilation Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4D-EnVAR with iterative calculation of non-linear model2017

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., M. Kunii, K. Aonashi, and S. Origuchi
    • 学会等名
      RIKEN International Symposium on Data Assimilation / The 7th Japanese Data Assimilation Workshop
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Consideration of data assimilation for forecasting tornadoes using high-resolution ensemble forecasts2017

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi and H. Niino
    • 学会等名
      RIKEN International Symposium on Data Assimilation / The 7th Japanese Data Assimilation Workshop
    • 発表場所
      理化学研究所計算科学研究機構(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tornadogenesis as revealed by high-resolution ensemble forecasts for the Tsukuba city supercell tornado on 6 May 20122017

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and H. Niino
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Additional ensemble perturbations to correct the atmospheric field through assimilation of radar reflectivity2017

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 学会等名
      38th Conference on Radar Meteorology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assimilation of radar reflectivity with EnKF: Additional ensemble perturbations to modify the atmospheric field2017

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi, and E. Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Earth-Science Challenges 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 降水が予測されていない位置へのレーダー反射強度の同化方法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 佐藤英一
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 降水が予測されていない位置にレーダー反射強度を同化する際の問題点とその解決法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 佐藤英一
    • 学会等名
      第4回メソ気象セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 予報モデルを繰り返し計算する4DEnVar2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 國井勝, 青梨和正, 折口征二
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 雲解像アンサンブル実験による積乱雲の発生・発達機構の解明に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 南雲信宏, 山内洋, 工藤玲, 川畑拓矢, 幾田泰酵, 新野宏
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 竜巻の発生条件-データ同化と超高解像度アンサンブル予報による解析-2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 新野宏
    • 学会等名
      ポスト「京」重点課題4「観測ビッグデータを活用した気象と地球環境の予測の高度化」第1回「革新的な数値天気予報と被害レベル推定に基づく高度な気象防災」成果発表会
    • 発表場所
      秋葉原UDXギャラリーNEXT-1(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 竜巻を発生させた積乱雲群の再現-アンサンブル予測を用いた竜巻の発生要因の解明-2017

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 新野宏
    • 学会等名
      ポスト「京」重点課題4「観測ビッグデータを活用した気象と地球環境の予測の高度化」第1回成果報告会
    • 発表場所
      大手町サンスカイルーム(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 4D-EnVAR with iterative calculation of non-linear mode2016

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., M. Kunii, K. Aonashi, and S. Origuchi
    • 学会等名
      Fourth International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models
    • 発表場所
      ザ・プリンス箱根芦ノ湖(神奈川県箱根町)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution ensemble experiments for the Tsukuba city supercell tornado in Japan on 6 May 20122016

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi and H. Niino
    • 学会等名
      28th Conference on Severe Local Storms
    • 発表場所
      Hilton Portland & Executive Tower(米国ポートランド)
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高解像度アンサンブル実験による竜巻と下層メソサイクロンの関係2016

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 新野宏
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 強い竜巻が発生するための条件-高解像度アンサンブル実験による解析-2016

    • 著者名/発表者名
      横田祥, 瀬古弘, 國井勝, 山内洋, 新野宏
    • 学会等名
      第3回メソ気象セミナー
    • 発表場所
      静岡県男女共同参画センター「あざれあ」(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] メソアンサンブル予報を利用した顕著現象の解析2016

    • 著者名/発表者名
      國井勝, 横田祥
    • 学会等名
      第9回気象庁数値モデル研究会・第44回メソ気象研究会・ 第2回観測システム予測可能性研究連絡会
    • 発表場所
      気象庁(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Data assimilation and ensemble forecasts for the 6 May 2012 Tsukuba city supercell tornado2016

    • 著者名/発表者名
      Yokota, S., H. Seko, M. Kunii, H. Yamauchi and H. Niino
    • 学会等名
      AORI-ISAC Workshop on Tornadoes and Supercells in Japan and Italy
    • 発表場所
      東京大学大気海洋研究所(千葉県柏市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 気象庁気象研究所 予報研究部 第二研究室 横田祥 研究官ページ

    • URL

      http://www.mri-jma.go.jp/Member/fo/hoyokotashoyoko.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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