| 研究課題/領域番号 |
21H04992
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分B
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
坪木 和久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90222140)
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| 研究分担者 |
辻野 智紀 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 主任研究官 (00899148)
榎本 剛 京都大学, 防災研究所, 教授 (10358765)
伊藤 耕介 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10634123)
堀之内 武 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (50314266)
篠田 太郎 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (50335022)
高橋 暢宏 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60425767)
清水 慎吾 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 極端気象災害研究領域水・土砂防災研究部門, 主任研究員 (70462504)
大東 忠保 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 極端気象災害研究領域水・土砂防災研究部門, 契約研究員 (80464155)
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)
松枝 未遠 琉球大学, 理学部, 准教授 (80738691)
南出 将志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90884916)
山田 広幸 琉球大学, 理学部, 教授 (30421879)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-05 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
189,150千円 (直接経費: 145,500千円、間接経費: 43,650千円)
2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2023年度: 47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円)
2022年度: 48,360千円 (直接経費: 37,200千円、間接経費: 11,160千円)
2021年度: 42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)
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| キーワード | スーパー台風 / 強度予測 / 航空機観測 / 急速強化 / 二重壁雲構造 / 急発達過程 / ドロップゾンデ / 高解像度モデル / 台風強度予測 / データ同化 / 急速強化過程 / 台風 / 数値モデル / レーダ観測 / 二重壁雲 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
台風は自然災害の最大要因であり、なかでも最強カテゴリーのスーパー台風は甚大な被害をもたらす。地球温暖化に伴い、日本本土へのスーパー台風の上陸が懸念されている。しかし台風強度の推定値と予測値の両方に大きな誤差があることが大きな問題となっている。その最大原因は台風が急速に発達する「急速強化」である。さらにそのとき眼の壁雲が二重となる構造がしばしばみられ、その力学的・熱力学的構造が未解明だからである。本研究課題では、スーパー台風が、なぜ、そしてどのように形成されるのか、それにおける急速強化と二重壁雲構造はどのような役割をしているのかを、航空機観測、地上観測、数値シミュレーションの三本柱で解明する。
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| 研究実績の概要 |
１．2024年台風第19号（バリジャット）の航空機観測実施：この台風はこれまでの台風事例とは大きく異なり、高緯度で発生し、その後温帯低気圧化した事例である。この台風について、10月9日と10日の２日間にわたって、本州南東海上で観測を実施した。高緯度であるが高温の海域で発生し、中緯度大気の影響を受ける台風の構造とその変化を明らかにし、その台風が中緯度と熱帯の低気圧の両方の構造を持つことを示した。
２．従来法では難しかった、「ひまわり」の2.5分間隔の観測を使って台風の目の中の下層の風分布を推定する手法を開発し、航空機観測等で検証した。これにより、複数の台風について内部コアの風速分布の時間変動を明らかにした。
３．第2号(Mawar)の中心付近でのラジオゾンデ観測：2023年6月1日に沖縄を通過した台風第2号(Mawar)の中心付近でラジオゾンデ観測を実施し、中心付近の気象データ取得を行い、暖気核と強度の関係を得るための事例を得ることができた。
４．台風強度と暖気核との関係：過去に台風の中心で取得したドロップゾンデおよびラジオゾンデデータを用いて台風の強度と暖気核の関係を明らかにした。気圧が低く強い台風ほど暖気核が強くなる、線形的な関係が得られた。
５．数値実験および急発達・多重壁雲の力学機構：2022年台風Nanmadolについて、解像度2km実験から250m解像度の超高解像度数値実験を実施した。2020年台風Haishenの多重壁雲形成時の数値実験を気象庁非静力学モデルasucaの水平解像度1km設定で実施した。台風渦の時間発展および外側壁雲の形成半径が観測と整合することを確認した。Nanmadolのドロップゾンデデータの風速分布から境界層で発達する不安定を調査するための枠組みを開発した。2020年の台風Haishenの風の非軸対称成分が内側壁雲の維持に寄与した可能性を示した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究課題の中心課題は航空機を用いてスーパー台風を観測することである。このため観測対象として適切なスーパー台風が発生するかどうか、またそれが観測可能範囲に入るかどうかが最も懸念されていた。航空機観測は2～4年度目の3年間に実施を計画し、台風の状況よって実施できない場合は、航空機観測の予算を翌年度に繰り越すなどの対応で、研究の5年度目前半までに、スーパー台風を観測する計画であった。それが2年目の本年度にスーパー台風Nanmadolの観測により、スーパー台風の観測、急速強化過程の観測、二重壁雲構造の観測という当初目的の観測を達成することができた。特に申請時の計画になかったがヒアリングで審査委員から出された要望の、スーパー台風になる前の状態からの観測も実施することができたことは、想定以上の成果といえる。
一方、2023年は慎重に観測を準備したにもかかわらず、観測期間の2023年9月には、過去73年間で台風が最も少ない2個の発生数となった。さらにこれらは観測可能領域の外での発生となったため、この年は航空機観測を断念せざるを得なかった。そのため予算を繰り越して2024年に航空機観測を実施することとなった。2024年9月は、台風は例年並みの発生であったが、最終的に10月に入って本州東海上を北上する台風を観測することができた。この台風はスーパー台風にまでは発達しなかったが、高緯度で発生した台風であり、地球温暖化で想定される高緯度に高い海面水温が広がった状況での発生を観測することができた点で、これまでにない貴重な観測となった。さらに中緯度大気の影響を受けて急速に温帯低気圧化した点もこれまでにない観測となった。
これらに加えて多様な数値モデルを用いたシミュレーションとデータ同化、および「数値シミュレーション」と観測の連携も十分行われており、また、それぞれのモデルを用いた研究も進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度および2025年度の本課題後半についても、当初研究計画に沿って研究を進める。特に8月下旬から9月下旬を観測期間として、台風の航空機観測を実施する。今後の航空機観測は台湾大学の実施する航空機観測と連携して、沖縄本島から南西諸島の南または南東海上で実施する。対象とする台風はできるだけ強い台風で、可能な限りスーパー台風をねらう。観測は2日間に2回のフライトを実施し、急速強化プロセスの観測をねらう。さらに可能であれば二重壁雲構造のスーパー台風の観測を行う。ただし、これは台風の発生・発達状況によるので、台風の状況によって観測の実施と中止を判断できるように、観測には十分な準備期間を設けて臨む。観測はこれまで実施してきたようにドロップゾンデによる観測を中心とし、フライトレベルのデータも同時に取得する。さらにドロップゾンデ観測データの検証のために南大東島での気球によるゾンデ観測を航空機の通過に同期して実施する。
これらの観測を国際共同観測に発展させる。2024年度には米国、台湾、韓国と密な打ち合わせを行い、複数の航空機を用いた国際共同観測を実施する計画を検討する。2024年10月に開催される国際学会では、具体的な観測計画を策定する。これに基づいて、2025年に国際共同での台風の航空機観測を実施する。
ドロップゾンデ観測データおよびフライトレベルのデータの品質チェックを高度化し、特に湿度センサーについてバイアス補正の方法を開発して、データを整備するとともに、DOIを附して公開を検討する。これらのデータを解析して、台風の力学的・熱力学的構造をあきらかにする。特にスーパー台風Nanmadolについて、急速強化プロセスと二重壁雲構造に着目してこれらのデータの解析およびデータ同化の研究を進め、これらの特徴をあきらかにする。
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| 評価結果 |
中間評価
A+: 想定を超える研究の進展があり、期待以上の成果が見込まれる
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