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水同位体比を用いた大気の川のメカニズムの解明とデータ同化による豪雨の予報改善

研究課題

研究課題/領域番号 19J01337
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

取出 欣也  東京大学, 生産技術研究所, 特別研究員(CPD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード水同位体 / データ同化 / Atmospheric River / Data assimilation / Water isotope
研究開始時の研究の概要

Atmospheric River (AR; 大気の川)とは、大気において帯状に水蒸気を大量輸送し、川のように見える現象を指す。本研究は、ARの関わる豪雨の予測改善のために、ARの豪雨に果たす役割を水同位体比という指標に着目して明らかにすると共に、衛星から観測データを用いてARの予測位置精度を向上させることを目的とする。加えて、それらの成果を地域気象モデル内の水同位体比の豪雨中における循環の改善に適用し、さらなる豪雨予測の向上へと繋げる。

研究実績の概要

本研究課題では、大気における大規模水蒸気輸送に着目し、豪雨の予測改善に向けた研究を行った。水蒸気の中に含まれる重い水同位体に着目し、最新の衛星観測を用いて気象予測の改善を目指した。まず、理想実験において水同位体比を同化することで対流圏中層において風速、比湿、温度場が10%以上改善することを示した。次に、実際の観測データを同化するため、気象モデルとの間に存在する気候/短期予測バイアスの季節性や地域性について、現地観測も用いて詳しく明らかにした。次に、衛星観測からバイアスを取り除き、衛星の観測演算子をデータ同化システムに組み込むことで実際の観測を用いた同化実験を行い、水蒸気同位体比が大気場や降水量の予測改善に繋がることを示した。また、大気において帯状に水蒸気を大量輸送する大気の川に関しても、熱帯と中緯度のそれぞれの運動による影響を明らかにし、予測精度の改善の可能性を示した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Washington/University of California Berkeley/University of California Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] What Distinguishes MJO Events Associated with Atmospheric Rivers?2022

    • 著者名/発表者名
      Toride Kinya、Hakim Gregory J.
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 35 号: 18 ページ: 6135-6149

    • DOI

      10.1175/jcli-d-21-0493.1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] HISTORICAL ATMOSPHERIC ANALYSIS BY WEATHER CATEGORY ASSIMILATION USING GAUSSIAN TRANSFORMATION2022

    • 著者名/発表者名
      WANG Xiaoxing、TORIDE Kinya、YOSHIMURA Kei
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_691-I_696

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_691

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of Low‐Frequency PNA Variability on MJO Teleconnections to North American Atmospheric River Activity2021

    • 著者名/発表者名
      Toride Kinya、Hakim Gregory J.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 13 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1029/2021gl094078

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving weather forecasting by assimilation of water vapor isotopes2021

    • 著者名/発表者名
      Tada Masataka、Yoshimura Kei、Toride Kinya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97476-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Potential of Mid‐tropospheric Water Vapor Isotopes to Improve Large‐Scale Circulation and Weather Predictability2021

    • 著者名/発表者名
      Toride Kinya、Yoshimura Kei、Tada Masataka、Diekmann Christopher、Ertl Benjamin、Khosrawi Farahnaz、Schneider Matthias
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 号: 5

    • DOI

      10.1029/2020gl091698

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Reconstruction of Daily Weather in the 1810s by Diary Data Assimilation2022

    • 著者名/発表者名
      Wang, X., K. Toride, K. Yoshimura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FTS satellite observation mission for understanding chemical and dynamical processes in the upper atmosphere2022

    • 著者名/発表者名
      Eguchi, N., K. Walker, N. Saitoh, Y. Yoshida, K. Yoshimura, K. Toride, M. Fujiwara, Y. Kawatani, Y. Yamashita, R. Nassar, D. Jones, D. Plummer, K. Strong
    • 学会等名
      JpGU2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Historical atmospheric analysis by weather category assimilation using gaussian transformation2022

    • 著者名/発表者名
      Wang, X., K. Toride, K. Yoshimura
    • 学会等名
      第67回水工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Can the assimilation of IASI water isotopologue observations improve the quality of meteorological analyses fields?2021

    • 著者名/発表者名
      Khosrawi, F., K. Toride, K. Yoshimura, C. Diekmann, B. Ertl, F. Hase, M. Schneider
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Historical weather reconstruction by weather information assimilation using Gaussian transformation2021

    • 著者名/発表者名
      Wang, X., K. Yoshimura, K. Toride
    • 学会等名
      JpGU2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water vapour isotopologue observations from space and examples for their scientific potential2021

    • 著者名/発表者名
      Schneider, M., B. Ertl, C. Diekmann, F. Khosrawi, A. N. Rohling, F. Hase, H. Bosch, T. Trent, I. L. Thurnherr, H. Sodemann, K. Toride, K. Yoshimura
    • 学会等名
      ESA Water Vapour CCI User workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can the assimilation of IASI water isotopologue observations improve the quality of meteorological analyses fields?2021

    • 著者名/発表者名
      Khosrawi, F., K. Toride, K. Yoshimura, C. Diekmann, B. Ertl, F. Hase
    • 学会等名
      EUMETSAT Meteorological Satellite Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] , Can the assimilation of IASI water isotopologue observations improve the quality of tropical diabatic heating?2021

    • 著者名/発表者名
      Khosrawi, F., K. Toride, K. Yoshimura, C. Diekmann, B. Ertl, F. Hase
    • 学会等名
      Water isotopes: From Weather to Climate
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水蒸気同位体比データ同化による気象予測精度の改善2021

    • 著者名/発表者名
      芳村圭、多田真嵩、取出欣也
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact of water vapor isotopes observation on tropospheric atmospheric circulation2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, K., K. Toride, M. Tada
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Testing isotopologues as diabatic heating proxy for atmospheric data analyses2020

    • 著者名/発表者名
      Khosrawi, F., K. Toride, K. Yoshimura, C. Diekmann, B. Ertl, M. Schneider
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of the MJO diversity on midlatitude teleconnection patterns2020

    • 著者名/発表者名
      Toride, K., G. J. Hakim
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Historical Weather Reconstruction by Cloud Cover Data Assimilation with Gaussian Transformation2020

    • 著者名/発表者名
      Wang, X., K. Yoshimura, K. Toride
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The impacts of assimilating IASI water vapor isotope on weather forecasts2019

    • 著者名/発表者名
      Kinya Toride
    • 学会等名
      Water Isotopes and Climate Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of assimilating high-resolution IASI water vapor isotopic observations on weather forecasts2019

    • 著者名/発表者名
      Kinya Toride
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] American Geophysical Union Fall Meeting2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Water Isotopes and Climate Workshop2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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