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2019 年度 実施状況報告書

大気ブロッキング発生の力学と予測可能性

研究課題

研究課題/領域番号 18K03734
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 向川 均  京都大学, 理学研究科, 教授 (20261349)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード大気ブロッキング
研究実績の概要

平成31年度は、平成30年度に開発した大気循環の回転成分を表現する渦度の方程式から、ブロッキング現象を含む大気の(統計的には時間空間的に直交する)主成分を基底とした分解を行い、モード方程式を導出する方法を、実際のデータに当てはめて、太平洋や大西洋のブロッキングの発達時と消滅時にどのような非線形効果がはたらくかを診断した。その結果、太平洋ブロッキングには高次モードの渦フラックス収束による効果が卓越し、大西洋ブロッキングには低次モードの渦フラックス収束による効果が卓越することが示された。この結果はモード展開によって、極めて合理的に示されたものである。たとえば、これまで研究で明らかにされた大気ブロッキングの発達過程も本研究で開発された手法で系統的に診断された。以上の内容は、Journal of the Atmospheric Scienceに受理され、出版された。一方、低次元確率微分方程式の構築をサーベイし、Inatsu et al. (2013)や平成30年度に開発した方法の他、Kravtsov et al. (2016)の方法を実装した。この方法は乗法的ノイズを含む多段回帰モデルであり、すでに現実的な統計を再現できる高性能のモデルであることが確かめられている。これを用いた応用研究(8年のデータを学習した統計モデルで100年のデータを出力し、気圧から降水へと変換する手法を開発した)によって、Journal of Applied Meteorology and Climatologyに論文が受理され、出版された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画に示された研究内容を順調に実施している。

今後の研究の推進方策

S2Sやd4PDFなどの大規模データを利用した確率微分方程式の構築を実施し、低次元における予測可能性を理論的に明らかにする研究を指向する。

次年度使用額が生じた理由

予定していた大型計算は平成30年度に終了したため、平成31年度は大きな支出をしなかった。令和2年度にはデータ解析のために大量データを格納するストレージを必要とする可能性があり、そのための支出を見込んでいる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Possible hydrological effect of rainfall duration bias in dynamical downscaling2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, Y., M. Inatsu, and T. Shirakawa
    • 雑誌名

      Journal of Glaciology

      巻: 66 ページ: 83-96

    • DOI

      doi.org/10.1017/jog.2019.85

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of pressure-precipitation transmitter.2019

    • 著者名/発表者名
      Inatsu, M., T. Suematsu, Y. Tamaki, N. Nakano, K. Mizushima, and M. Shinohara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Meteorology and Climatology

      巻: 58 ページ: 2453-2468

    • DOI

      DOI: 10.1175/JAMC-D-19-0070.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mode-decomposed equation diagnosis for atmospheric blocking development.2019

    • 著者名/発表者名
      Aikawa, T., M. Inatsu, N. Nakano, and T. Iwano
    • 雑誌名

      Journal of the Atmospheric Sciences

      巻: 76 ページ: 3151-3167

    • DOI

      DOI: 10.1175/JAS-D-18-0362.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological computation analysis of meteorological time-series data.2019

    • 著者名/発表者名
      Morita, H., M. Inatsu, and H. Kokubu
    • 雑誌名

      Journal of Society for Industrial and Applied Mathematics

      巻: 18 ページ: 1200-1212

    • DOI

      DOI. 10.1137/18M1184746

    • 査読あり
  • [学会発表] Mode-Decomposed Equation Diagnosis for Atmospheric Blocking Development.2020

    • 著者名/発表者名
      M. Inatsu, T. Aikawa, and N. Nakano
    • 学会等名
      Annual Meeting of American Meteorological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 気象庁1か月アンサンブル予報を用いた夏季北海道における低温偏差の予測可能性.2019

    • 著者名/発表者名
      菅原 邦泰, 稲津 將
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会

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公開日: 2021-01-27  

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