研究課題/領域番号 |
19K14799
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分17020:大気水圏科学関連
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研究機関 | 気象庁気象研究所 (2022) 国立研究開発法人理化学研究所 (2019-2021) |
研究代表者 |
末木 健太 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (50802980)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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キーワード | Warm Bubble実験 / 環境場 / 積乱雲 / 竜巻 / 降水セル抽出 / 竜巻を伴う台風 / 台風強度 / 温帯低気圧化 / Warm bubble実験 / 台風 / 数値実験 / エントレインメント / E-CAPE / 鉛直シア / スーパーセル |
研究開始時の研究の概要 |
熱帯の海上で発生・発達した台風が北上し、中緯度の偏西風帯に接近すると、前線を伴う温帯低気圧へと急速に構造変化する。台風が温帯低気圧化(温低化)する際には、台風渦と偏西風ジェットが重なることにより特徴的な風速場が形成され、強い竜巻の発生リスクが格段に高まる。本研究では、温低化する台風とそれに伴う竜巻を理想化した条件下で再現する数値シミュレーションを行い、温低化の条件を系統的に変化させる感度実験により、台風の温低化に伴う竜巻の発生リスクの定量化を目指す。
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研究実績の概要 |
水平一様な環境場中で地上付近に置いたWarm Bubbleから積乱雲を発生させる理想数値実験の手法であるWarm Bubble実験を対象に、環境場の気温・水蒸気・水平風プロファイルに関するパラメータを変化させる大規模なパラメータスイープ実験を実施した結果について、論文投稿に向けた実験データの解析と先行研究の精査、執筆を進めた。先行研究の調査としては、Warm Bubble実験が過去に実施されるようになった経緯や、Warm Bubble実験が積乱雲発達の境場依存性の評価、竜巻や豪雨を生ずるリスク評価に対する有効性を整理した。また近年のWarm Bubble実験のパラメータスイープ実験に関する先行研究に対する本研究の優位性と新規性を明確化し、論文の1セクションにまとめた。また、10,000通り以上の実験結果について積分開始2時間の降水量の水平分布を描画し、様々な環境場に応じた積乱雲の発達の特徴(単発/持続、単一/組織化)に関するデータを作成した。一方、竜巻を発生させた台風の事例解析に向け、5分間隔のレーダーエコー強度データから、各時間ステップの降水セル(群)を抽出し、その移動ベクトル、強度変化傾向を推定する手法を開発した。本手法では、前後の画像データの一致度(相関)に基づき降水セルの移動を評価するが、相関の極大点の探索手法などの工夫により、前後の時間ステップの降水セルを適切に関連付けられるようにした。本手法の適用により、台風環境場で発生するミニスーパーセルなどの移動・強度変化の特徴が環境場の状況と照らし合わて解析可能となることが期待される。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
論文執筆は進んでいるが目標の投稿には至らなかったためやや遅れていると考える。また、レーダーデータから竜巻を生ずる降水セルを抽出する準備はできたものの、竜巻を伴う台風の実事例への適用は次年度の実施となる。
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今後の研究の推進方策 |
Warm Bubble実験に関しては、Bulk Richardson数(大気安定度と鉛直シアの比を表す指数)の計算を追加し、積乱雲の発達との関係に関する解析結果を現在執筆中の論文にまとめる。論文については次年度中に投稿する。また、竜巻が多数発生した台風事例に対して降水セルの抽出手法を適用し、環境風と降水セルの移動ベクトルとの関係、環境場に応じた強度変化傾向の違いについて調査結果をまとめる。
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