メソ対流系の速度場と熱力学場のリトリーバル

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680441
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 坪木 和久 名古屋大学, 大気水圏科学研究所, 助教授 (90222140)
• キーワード: メソ対流系 / ドップラーレーダー / リトリーバル法 / 雲解像モデル / 梅雨前線 / 集中豪雨 / 暖かい雨 / スコールライン

研究概要

メソ対流システムのリトリーバルでは、ドップラーレーダーの速度場の解析法を発展させるとともに、雲解像モデルの開発が不可欠である。メソ対流系は100kmオーダーの構造を持っており、それを構成する積乱雲は数キロメートルオーダーの構造を持っている。これらのシミュレーションにはこうした異るスケールの構造を同時にシミュレーションできるモデルが必要である。ここで開発するべき雲解像モデルは、広域の領域を非常に細かい解像度で覆うものでなければならない。そこで高速の並列計算機で実行できる雲モデルの開発を行った。
ここで開発したモデルは、基本方程式系は非静力学圧縮系で、座標系は地形に沿う3次元直交座標である。変数は、流体力学過程について、流れの3成分、温位、気圧、雲物理過程について、水蒸気、雲水、雨水を用いている。雲物理過程は現在のところバルクの暖かい雨のみを含むが、将来的にはバルクの冷たい雨、さらに詳細な雲物理過程の導入を計画している。この新モデルは並列計算機用にデザインされたもので、大規模な領域、高解像度のシミュレーションができる。このモデルのテストとして、ドライの大気では山岳波、KH不安定等をテストした。また湿潤大気では、1999年9月24日に愛知県豊橋市で、台風18号に伴って発生した竜巻のシミュレーションを行った。広領域でかつ100mの水平解像度のシミュレーションで竜巻の親雲となる準定常的なスーパーセルが形成され、その中心部付近で竜巻に相当する規模と強さの渦が発生した。これより雲解像モデルの並列計算により竜巻をその親雲と同時にシミュレーションでき、そのメカニズムを解析できる可能性が示された。この他に既存のモデルを用いて、梅雨期に小規模な山岳の風下に形成される降雨帯のシミュレーションを行い、その形成メカニズムについて調べた。

研究成果

• [文献書誌] 坪木和久、小倉義光: "雷雨を伴った寒冷渦の渦位事例解析"「天気」. 46. 453-459 (1999)
• [文献書誌] Kazuhisa Tsuboki: "A Case Study and Numerical Simulation of Polar Low in the Labrador Sea"The Journal of the Faculty of Science,Hokkaido University,Ser.VII. 11-1. 51-70 (1998)
• [文献書誌] Kazuhisa Tsuboki: "Numerical Experiments of Mesoscale Cyclone Formed off the West Coast of Hokkaido"The Journal of the Faculty of Science,Hokkaido University,Ser.VII. 11-1. 135-154 (1998)
• [文献書誌] Kazuhisa Tsuboki: "Westward movement and splitting of equatorial cloud cluster associated with tropical large-scale vortices"J.Meteor.Soc.Japan. 75-1. 23-42 (1997)
• [文献書誌] X.Peng and K.Tsuboki: "Impact of convective parameterizations on mesoscale precipitation associated with Baiu front"J.Meteor.Soc.Japan. 75-6. 1141-1154 (1997)
• [文献書誌] 坪井和久: "リトリーバル法を用いたドップラーレーダーデータの解析"気象研究ノート. (印刷中). (2000)