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気象学の低次元空間解析と予測

研究課題

研究課題/領域番号 26310201
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分特設分野
研究分野 連携探索型数理科学
研究機関北海道大学

研究代表者

稲津 將  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80422450)

研究分担者 中野 直人  京都大学, 国際高等教育院, 特定講師 (30612642)
荒井 迅  中部大学, 創発学術院, 教授 (80362432)
連携研究者 向川 均  京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (20261349)
研究期間 (年度) 2014-07-18 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード温帯低気圧 / 数理科学 / 位相幾何学 / 数理気象学 / 予測可能性 / 力学系 / 画像解析 / 大気現象 / 数理物理
研究成果の概要

気象の長周期変動と予測:大気大循環モデルを用いた5,000年超の実験を実施した。対流圏の北半球冬季における4次元確率微分方程式を構築し、相空間内におけるデータの軌道束の多様体との関係を考察した。さらに、初期摂動育成法を大気大循環モデルに実装し、その初期誤差成長と長期積分結果の位相空間解析における多重実現を比較した。
温帯低気圧の形状変化:パーシステント・ホモロジーによる新たな低気圧追跡プログラムを構築した。スカラー場の極大点と鞍点の情報から併合木で再構成することで、ホモロジークラス間の近縁関係を明らかにした。このアルゴリズムで同定された低気圧はこれまでの気象学的研究と一致した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] A Cyclone Identification Algorithm with Persistent Homology and Merge-Tree2017

    • 著者名/発表者名
      Inatsu, M., H. Kato, Y. Katsuyama, Y. Hiraoka, and I. Obayashi
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 13 号: 0 ページ: 214-218

    • DOI

      10.2151/sola.2017-039

    • NAID

      130006210623

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An alternative estimate of potential predictability on the Madden-Julian Oscillation phase space using S2S models2017

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, Y., and M. Inatsu
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 8 号: 8 ページ: 150-150

    • DOI

      10.3390/atmos8080150

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Global warming response of snowpack at mountain range in northern Japan estimated using multiple dynamically downscalled data2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, T., M. Inatsu, K. Nakamura and S. Matoba
    • 雑誌名

      Cold Regions Science and Technology

      巻: 136 ページ: 62-71

    • DOI

      10.1016/j.coldregions.2017.01.006

    • NAID

      120006551573

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Response of tropical cyclone tracks to sea surface temperature in the western North Pacific.2016

    • 著者名/発表者名
      Katsube, K, and M. Inatsu
    • 雑誌名

      J. Climate

      巻: 29 号: 5 ページ: 1955-1975

    • DOI

      10.1175/jcli-d-15-0198.1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Methods to Evaluate Prediction Skill in the Madden-Julian Oscillation Phase Space2016

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, Y., and M. Inatsu
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 94 号: 3 ページ: 257-267

    • DOI

      10.2151/jmsj.2016-014

    • NAID

      130005159718

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 気象学の色遣い~均等色空間を利用したカラーリング~2016

    • 著者名/発表者名
      稲津 將,濱田 篤
    • 雑誌名

      天気

      巻: 63 ページ: 803-809

    • NAID

      40020995059

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Long-term assessment of airborne radiocesium after the Fukushima nuclear accident: re-suspension from bare soil and forest ecosystems2016

    • 著者名/発表者名
      Kajino, M., Ishizuka, M., Igarashi, Y., Kita, K., Yoshikawa, C. and Inatsu, M.
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys

      巻: 16 号: 20 ページ: 13149-13172

    • DOI

      10.5194/acp-16-13149-2016

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sampling downscaling in summertime precipitation over Hokkaido.2016

    • 著者名/発表者名
      Tamaki, Y., M. Inatsu, R. Kuno, and N. Nakano
    • 雑誌名

      J. Meteor. Soc. Japan

      巻: 94A 号: 0 ページ: 17-26

    • DOI

      10.2151/jmsj.2015-023

    • NAID

      130005125544

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-series analysis and predictability estimates by empirical SDE modelling2016

    • 著者名/発表者名
      N. Nakano, M. Inatsu, S. Kusuoka and Y. Saiki
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Application

      巻: 2016

    • NAID

      130005277723

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predictability of wintertime stratospheric circulation examined using a non-stationary fluctuation dissipation relation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Inatsu, N. Nakano, S. Kusuoka, and H. Mukougawa
    • 雑誌名

      J. Atmos. Sci.

      巻: 72 号: 2 ページ: 774-786

    • DOI

      10.1175/jas-d-14-0088.1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Error analysis of an inverse problem of a stochastic differential equation arising from an empirical modelling for dimensionality-reduced systems2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Nakano, Masaru Inatsu, Seiichiro Kusuoka and Yoshitaka Saiki
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Computational Physics
    • 発表場所
      Macau SAR(China)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The Conley index for real and complex dynamical systems2017

    • 著者名/発表者名
      Zin Arai
    • 学会等名
      冬の力学系研究集会
    • 発表場所
      日本大学軽井沢研修所(長野県・軽井沢市)
    • 年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーシステント・ホモロジーによる低気圧・前線トラッキング2017

    • 著者名/発表者名
      稲津 將, 加藤颯人, 平岡裕章, 大林一平
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On topological tools for network analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Zin Arai
    • 学会等名
      情報セキュリティにおける数学的方法とその実践
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 台風の強度と経路に関する海面水温のみの効果の抽出2016

    • 著者名/発表者名
      稲津 將
    • 学会等名
      日本農業気象学会北海道支部大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋における海面水温が台風経路に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      稲津 將
    • 学会等名
      台風研究会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 複素から見た分岐理論2016

    • 著者名/発表者名
      荒井迅
    • 学会等名
      芝浦数理談話会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(埼玉県・さいたま市)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Empirical evaluated SDE modelling for dimensionality-reduced systems and its predictability estimates2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Nakano, Masaru Inatsu, Seiichiro Kusuoka and Yoshitaka Saiki
    • 学会等名
      SIAM Conference on Mathematical Planet Earth
    • 発表場所
      Philadelphia(USA)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北太平洋における海面水温が台風経路に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      稲津 將・勝部 弘太郎
    • 学会等名
      日本気象学会北海道支部第1回研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Methods to evaluate prediction skill in the Madden-Julian oscillation phase space2016

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, Y., and M. Inatsu
    • 学会等名
      JpGU
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 北太平洋における海面水温が台風経路に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      稲津 將・勝部 弘太郎
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都・渋谷区)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Response of tropical cyclone tracks to sea surface temperature in western North Pacific2016

    • 著者名/発表者名
      Inatsu, M., and K. Katsube
    • 学会等名
      EGU
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 年月日
      2016-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On rigorous verification of the crossed mapping condition2016

    • 著者名/発表者名
      Zin Arai
    • 学会等名
      Computation in Dynamics
    • 発表場所
      プロビデンス(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-04-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Error analysis of an inverse problem of a stochastic differential equation arising from an empirical modelling and its application2016

    • 著者名/発表者名
      中野直人
    • 学会等名
      第17回北東数学解析研究会
    • 発表場所
      北海道大学(海道札幌市)
    • 年月日
      2016-02-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time-series analysis and predictability estimates by empirical SDE modelling2015

    • 著者名/発表者名
      N. Nakano, M. Inatsu, S. Kusuoka and Y. Saiki
    • 学会等名
      The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Application
    • 発表場所
      ホノルル(アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 稲津 將・中野直人・楠岡誠一郎・向川均2015

    • 著者名/発表者名
      確率微分方程式を用いた成層圏・対流圏の予測可能性の解析
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Application of a topological-computation method to meteorological data2015

    • 著者名/発表者名
      森田 英俊・稲津 將・國府 寛司
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 経験的SDEモデルによる時系列データ解析とアンサンブル予測可能性評価2015

    • 著者名/発表者名
      中野 直人
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会2015
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 確率微分方程式モデルを用いたベクトル時系列データ解析におけるアンサンブル予測可能性評価2015

    • 著者名/発表者名
      中野 直人
    • 学会等名
      RIMS研究集会「力学系とその諸分野への応用」
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 確率微分方程式を用いた成層圏・対流圏の予測可能性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      稲津 將
    • 学会等名
      日本気象学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 確率微分方程式モデルを用いたベクトル時系列データ解析におけるアンサンブル予測可能性評価2015

    • 著者名/発表者名
      中野直人・稲津將・楠岡誠一郎・齊木吉隆
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      明治大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] On parameter loci of the Henon family2015

    • 著者名/発表者名
      Zin Arai
    • 学会等名
      ACCA-UK/JP Workshop
    • 発表場所
      Imperial College London, London(英国)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 確率微分方程式モデルを用いたベクトル時系列データ解析における予測可能性評価2014

    • 著者名/発表者名
      中野直人・稲津將・楠岡誠一郎・齊木吉隆
    • 学会等名
      応用数学合同研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] On combinatorial and topological clustering of dynamical behaviors in fluid flows2014

    • 著者名/発表者名
      Zin Arai
    • 学会等名
      流体方程式の構造と特異性に迫る数値解析・数値計算
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非定常揺動散逸定理による冬季成層圏循環の予測可能性2014

    • 著者名/発表者名
      稲津 將・中野直人・楠岡誠一郎・向川均
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Predictability of Stratosphere-Troposphere Dynamical Coupling Examined by Ensemble Forecast Datasets.2014

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mukougawa, Toshihiko Hirooka, Kunihiko Kodera, Yuhji Kuroda, and Shunsuke Noguchi
    • 学会等名
      14th European Meteorological Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Clarion Congress Hotel Prague, Prague(チェコ共和国)
    • 年月日
      2014-10-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 確率微分方程式モデルを用いたベクトル時系列データ解析2014

    • 著者名/発表者名
      中野直人
    • 学会等名
      RIMS研究集会「偏微分方程式に付随する確率論的問題」
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] MaeT mini-workshop2016

    • 発表場所
      北海道大学(札幌市北区)
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2019-03-29  

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